 |
| الثنائي الباعث للضوء Light Emitting Diode |
الثنائي الباعث للضوء Light Emitting Diode (LED)
إن الثنائي المشع للضوء أو الباعث للضوء هو نوع خاص من الثنائيات يحول الطاقة
الكهربائية إلى طاقة ضوئية، ويمتاز بخصائص كهربائية مشابهة جدا للثنائي ذي الوصلة
(P-n) العادي.
رمز الثنائي الباعث للضوء
 |
| رمز الثنائي الباعث للضوء |
رمزه يشبه رمز الثنائي (pn) غير أنه يحتوي على أسهم تشير بعيدا عن الثنائي وتدل على أن الضوء ينبعث من الثنائي.
مبدأ عمل الثنائي الباعث للضوء (LED)
 |
| مبدأ عمل الثنائي الباعث للضوء (LED) |
يتكون الثنائي المشع للضوء (LED) من وصلة(P-n) مصنوعة من فوسفيد الغاليوم، ومن زرنيخيد فوسفيد الغاليوم، يعمل هذا الثنائي مثل الثنائي العادي فقط في حالة الانحياز الأمامي؛ فعندما يكون الثنائي منحازا انحيازا أماميا فإن الإلكترونات الحرة تعبر تقاطع الوصلة (P-n) ثم تتحد مع الثقوب.
ونظرا إلى انتقال الإلكترونات من مستوى طاقة أعلى إلى مستوى طاقة أقل؛ فإنها تشع الطاقة في صورة فوتونات (الضوء) أما في الثنائيات العادية فإنها تشع الطاقة في صورة حرارة.
أنواع الثنائي الباعث للضوء
تتوافر الثنائيات المشعة للضوء في مجموعة واسعة من أكثر الألوان شيوعا وهي: الضوء
الأحمر، والأخضر، والأصفر، والأزرق، والبرتقالي، والأبيض، والأشعة تحت الحمراء
(غير المرئية).
وخلافا للثنائيات العادية المصنوعة من الجرمانيوم أو السيليكون فإن الثنائيات المشعة للضوء والمصنوعة من عناصر مثل الغاليوم والزرنيخ والفوسفور تشع بألوان مختلفة بعد مزج هذه العناصر معا بنسب مختلفة.
يعتمد لون الضوء الذي ينتجه الثنائي المشع للضوء على نوع المادة المصنوعة منها، ووصلة الثنائي لا لون العلاف الخارجي للثنائي.
يحتوي الثنائي المشع للضوء على ألوان عدة، منها: البرتقالي، والأصفر ، والأحمر، والأخضر.
تتوافر ثنائيات مشعة للضوء غير المرئي مثل: الثنائيات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء (lnfra-Red)، والأشعة فوق البنفسجية (UV).
وخلافا للثنائيات العادية المصنوعة من الجرمانيوم أو السيليكون فإن الثنائيات المشعة للضوء والمصنوعة من عناصر مثل الغاليوم والزرنيخ والفوسفور تشع بألوان مختلفة بعد مزج هذه العناصر معا بنسب مختلفة.
يعتمد لون الضوء الذي ينتجه الثنائي المشع للضوء على نوع المادة المصنوعة منها، ووصلة الثنائي لا لون العلاف الخارجي للثنائي.
يحتوي الثنائي المشع للضوء على ألوان عدة، منها: البرتقالي، والأصفر ، والأحمر، والأخضر.
تتوافر ثنائيات مشعة للضوء غير المرئي مثل: الثنائيات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء (lnfra-Red)، والأشعة فوق البنفسجية (UV).
ثنائيات باعثة للضوء متعددة الألوان
تنتج معظم ثنائيات(LED) ناتجا واحدا فقط من الضوء الملون، وتتوافر اليوم ثنائيات متعددة الألوان يمكنها إنتاج مجموعة من الألوان المختلفة، وهي تتكون من ثلاثة ثنائيات (RGB LED) (الأحمر، والأخضر، والأزرق)، وتكون مغلفة داخل غلاف واحد وهذا ما يوضحه الشكل التالي:
 |
| ثنائيات باعثة للضوء متعددة الألوان |
طريقة التحكم في إضاءة الثنائيات الفردية
 |
| طريقة التحكم في إضاءة الثنائيات الفردية |
يوصل الثنائي بالدارة الكهربائية في حالة الانحياز الأمامي، وفيه تعمل الطاقة الكهربائية المغذية له على تحريك حاملات الشحنة التي تولد فوتونات في كل الاتجاهات مسببه إشعاعا حرة تنبعث ضوئيا.
مميزات وعيوب الثنائي الباعث للضوء LED
إن للثنائي الباعث للضوء مزايا كما أن له عيوب كما يلي:
مزايا الثنائي الباعث للضوء
- تكلفة مصابيح LED أقل وهي صغيرة.
- باستخدام الكهرباء يتم التحكم في LED.
- تختلف شدة LED بمساعدة المتحكم الدقيق.
- عمر طويل.
- كفاءة في استهلاك الطاقة.
- لا يتأثر بدرجات الحرارة الباردة.
- يتوفر بألوان ممتازة.
- صديق للبيئة.
- يمكن السيطرة عليها.
عيوب الثنائي الباعث للضوء
- حساسية لدرجة الحرارة.
- جودة منخفضة.
- حساسية الجهد.
- التأثير على الحشرات.
استخدامات الثنائيات المشعة للضوء
تستخدم الثنائيات المشعة للضوء في تطبيقات عدة أهمها:
- تستخدم في لوحات الإظهار الرقمية المستخدمة في الأجهزة الإلكترونية.
- تستخدم في أجهزة القياس الرقمية.
- تستخدم في شاشات (LED).
- تستخدم في وحدات التحكم.
- تستخدم في المصابيح المنزلية.
- تستخدم في الدراجات النارية والسيارات.
- تستخدم في الهواتف المحمولة لعرض الرسالة.
- تستخدم في إشارات المرور الضوئية.
المصادر
كتاب الاتصالات والالكترونيات المنهج الأردني
What is Light Emitting Diode : Working & Its Applications