ال‌ئی‌دی

دیود نورافشان یا ال‌ئی‌دی که در ترجمه بعضی جزوه‌ها، کتاب‌ها و رساله‌های الکترونیک دیود نورانی، دیود گسیل نور، دیود نور دهنده نیز نامیده شده‌است، یک قطعه الکترونیک از خانواده دیودها است. در زبان محاوره الکترونیک، گاهی به آن لد نیز می‌گویند. ال‌ئی‌دی‌های تک‌رنگ، همانند بقیه دیودها، دارای دو پایه آند و کاتد هستند. ال‌ئی‌دی‌های دورنگ (یا بیشتر) دارای یک پایه مشترک (معمولا کاتد، معروف به «کاتد-مشترک») و به‌ازای هر رنگ یک پایه دیگر (معمولا آند) هستند.
تاریخچه
اولین ال‌ای‌دی‌های تولید صنعتی در ۱۹۶۲ میلادی و تنها با رنگ قرمز (ترکیب آلومینیم، گالیم و آرسناید) وارد بازار شدند. ال‌ای‌دی‌های سبز، آبی، زرد و نارنجی در دهه ۷۰ میلادی تولید شدند. بهره نوری ال‌ای‌دی‌ها رفته‌رفته افزایش یافت تا اینکه در دهه ۸۰ و اوایل دهه ۹۰ میلادی ال‌ای‌دی‌ها به صورت گروهی و با کارایی بسیار بالا وارد بازار شدند. ال‌ای‌دی‌های اولیه به علت بهره پایینشان تنها در مدارات الکترونیکی استفاده می‌شدند. اثرگذاری نوری ال‌ای‌دی‌های سفید امروزی تا ۷۰ لومن بر وات و ال‌ای‌دی‌های رنگی تا ۵۰ لومن بر وات است و پیش‌بینی می‌شود تا ۱۴۰ لومن بر وات نیز برسد.
طرز کار
ال‌ای‌دی‌ها از پدیده الکترولومینانس برای تولید نور بهره می‌برند.
طیف نور
+وابستگی رنگ نور ال‌ای‌دی به جنس کریستال
نوع نیمه‌هادی
رنگ نور ال‌ای‌دی
آلومینیم، گالیوم، آرسنیک
قرمز
آلومینیم، ایندیوم، گالیوم، فسفر
قرمز، نارنجی، زرد
گالیوم، آرسناید، فسفر
قرمز، نارنجی، زرد
ایندیوم، گالیوم، نیتروژن
سبز، آبی
طیف نور لامپ‌های ال‌ای‌دی شامل تمام طیف‌های مرئی و پرتوهای فرابنفش و مادون قرمز می‌شود و بسیار باریک است. رنگ نور ال‌ای‌دی‌ها بستگی به جنس کریستال تشکیل‌دهنده آن‌ها دارد. مقدار و رنگ نور ال‌ای‌دی‌ها تا حد زیادی به جریان آن‌ها نیز بستگی دارد، به همین دلیل استفاده از منبع جریان برای تغذیه آن‌ها معمول است.
برتری
دیودهای نورافشان برتری‌های بسیاری بر منابع نور سنتی دارند که مصرف کمتر، عمر بیشتر، استحکام بیشتر، اندازه کوچکتر و سرعت بیشتر در خاموش و روشن شدن از آن جمله‌اند.
کاربردها
دیودهای نورافشان مصارف متفاوتی در نورپردازی شهری، علائم عبور و مرور و چراغ‌های امروزی خودرو دارند. همچنین اندازه بسیار کوچک آن‌ها باعث شده‌است تا در نمایشگرهای گرافیکی نسل جدید بکار روند. سرعت بسیار بالای آن‌ها در خاموش و روشن شدن کاربردهای ویژه‌ای در فناوری مخابرات برای آن‌ها به ارمغان آورده‌است.
با توجه به اینکه ال‌ای‌دی‌ها می‌توانند نورهای رنگی مختلفی تولید کنند، در نورپردازی‌های تزئینی کاربر دارند. از سوی دیگر این لامپ‌ها نور مخرب ماورای بنفش تولید نمی‌کنند و به همین سبب در موزه‌ها برای روشنایی اشیاء قیمتی به کار می‌روند. به علت توان مصرفی پایینشان می‌توان از آن‌ها در روشنایی اضطراری استفاده کرد. در چراغ‌های راهنمایی و رانندگی، طول عمر، ضریب اطمینان روشنایی، درخشندگی بالا و دید در روز اهمیت زیادی دارند و به همین علت ال‌ای‌دی‌ها برای این منظور بسیار مناسبند. بسیاری از شرکت‌های معتبر خودروسازی، در چراغ راهنما، خطر و برخی چراغ‌های داخلی خودروهایشان از لامپ ال‌ای‌دی استفاده می‌کنند.
دبلیو ال‌ای‌دی (ال‌ای‌دی سفید)
نوع سفید آن دیود نورافشان سفید (به اختصار دبلیو ال‌ای‌دی ) که در سال‌های اخیر تکمیل شده و به بهره‌برداری رسیده‌است، رفته رفته کاربردهای زیادی در شاخه‌های مختلف پیدا کرده‌است.
اندازه لامپ‌های LED
لامپ‌های LED در سایزهای مختلف موجود می‌باشد از ۲ تا ۸ میلی‌متر و از ۱ تا ۲۰ میلی‌آمپر است و بر اساس تراکم پانل المپ نیاز به سیستم خنک‌کنندگی پیدا می‌کنند. معمولا از هیتسینک‌های آلومینیومی جهت سیستم خنک‌کنندگی استفاده می‌شود. انواع حباب لامپ شامل گرد با رویه مسطح یا گرد، مستطیلی با با رویه مسطح یا مثلثی یا مربعی با رویه مسطح هستند. همچنین کپسول حباب می‌تواند شفاف یا رنگی باشد تا بتواند کنتراست بهتر یا زاویه دید مناسبتر ایجاد کرد.
محققان در دانشگاه واشینگتن نازکترین LED را ساخته‌اند که دوبعدی است و از مواد انعطاف پذیر ساخته شده‌است که در حد ۳ اتم ضخامت دارد که ۱۰۰۰۰ برابر کوچکتر از تار موی انسان است که علم را به سمت ساخت وسایل نوری عمومی و نانو لیزرهای کوچکتر با بهینه‌تر شدن نور-انرژی سوق می‌دهد.
سه نوع دسته‌بندی لامپ‌های LED وجود دارد:
خروجی کم
معمولا حدود ۲ mA و ۲v هستند که در حدود ۴ mW می‌شود.
خروجی استاندارد
حدود ۲۰ mA با ولتاژهای:
قرمز، نارنجی، زرد و سبز پررنگ با ولتاژی حدود ۱٫۹~۲/۱ V
سبز کمرنگ و آبی با ولتاژ حدودی ۳~۳/۴ V
بنفش، صورتی و سفید با ولتاژ حدودی ۲٫۹~۴/۲ V
خروجی بالا
لامپ‌های با ۲۰ mA و حدود ۲~۵ V که بیشتر برای لامپ‌های خورشیدی مستقیم استفاده می‌شود.
دسته‌های لامپ LED پر قدرت
این دسته‌های پر قدرت می‌تواند شامل تعداد زیادی از لامپ‌های کم مصرف یا تعداد کمی از لامپ‌های پرمصرف باشند که معروف به قدرت بالا (HP-LEDs) یا خروجی بالا (HO-LEDs) می‌شون که می‌تواند تا هزاران لومن ایجاد کنند. در این دسته از لامپ‌ها خنک شوندگی بسیار حایز اهمیت است چون باعث خرابی سیستم می‌شود.
اختراع‌ها در ایالات متحده (۱۹۴۶–۱۹۹۱)