LED
والتي توضح فكرة هذه الأداء وهي اصدار الضوء،
التي تضيء عندما يكون
جهاز التلفزيزن في حالة الاستعداد
عليه وتدخل في الساعات الرقمية
والرموت كنترول والتلفزيونات الكبيرة التي تستخدم
كشاشات عرض كبيرة وفي اضاءة اشارات المرور.
LED باختصار الـ
عبارة عن لمبة ضوء الكترونية
اي لا تحتوي على فتيلة ولا
تسخن كما في المصابيح الكهربية
داخل مواد
من اشباه الموصلات semiconductor
التي تتكون منها الترانسستورات.
سنحاول في هذا
الشرح القاء المزيد من الضوء عن هذه الاداة
موضحين الفكرة الفيزيائية لعملها
ما هو الديود؟؟
الديود
هو اصغرأداة مصنعة من مواد اشباه الموصلات،
التوصيل للتيار الكهربي
وتسمي عملية التطعيم
فإن المادة الموصلة هي الومنيوم جاليوم ارسانيد
(AlGaAs)
التي تكون في الحالة النقية تماماً فإن كل الذرات
عنه عدم توفر الكترونات حرة
لنقل التيار الكهربي،
تتغير
حيث باضافة الكترونات او سحب الكترونات
لترك فجوات يمكن للالكترون من
الحركة فإن المادة تصبح شبه موصلة للتيار الكهربي.
تسمى مواد من النوع
وهو الحرف الأول من
لان حاملات الشحنة
التي تحتوي على نقص في الكترون أو اكثر
أي ما يعرف بالفجوة تسمى مواد
وهو الحرف الأول من كلمة p من النوع
اي موجبة الشحنة حيث ينتقل الالكترون من فجوة
الى اخرى مما يعتبر من ناحية
اخرى ان الفجوة هي التي تنتقل والتي تمثل
المنطق الموجبة إلى المناطق السالبة
الديود هو
عبارة عن اتصال مادتين شبه موصلتين
احدهما
من النوع
N
مع وجود الكترود على الطرفين الخارجيين
لتوصيل الديود بفرق الجهد الكهربي
في دائرة كهربية.
فعندما لا يوجد فرق جهد كهربي
فإن الالكترونات في المادة
مكونة منطقة استنزاف
Depletion Zone .
في منطقة الاستنزاف تتحول الى منطقة عازلة
معدومة لعدم توفر الفجوات
فإن اللكترونات في
المادة
N
تنتقل إلى الفجوات في
المادة
P
مما تترك المنطقة الوسطى منطقة
للتخلص من
المنطقة العازلة التي تكونت عند الوصلة
فإنه يجب دفع الالكترونات على الحركة من
المادة N إلى المادة P
خلال منطقة الاستنزاف
ولعمل هذا نحتاج الى بذل شغل
لاجبارها على الحركة خلال المنطقة
كهربي ينتج عنه مجال
كهربي يؤثر بقوة على الالكترونات
. فنقوم بتوصيل الالكترود
الموصول على المادة
N بالقطب السالب للبطارية
P بالطرف الموجب للبطارية
فتتنافر الالكترونات في المادة N
مع طرف البطارية السالب
P تحت تأثير قوة التنافر
مع القطب الموجب للبطارية
وبزيادة فرق جهد البطارية
تستطيع الالكترونات
وتتحد مع الفجوات وتلغي
منطقةالاستنزاف
وتصبح وصلة الديود
الموصول على المادة N بالقطب
السالب للبطارية
ويوصل الالكترود على المادة
P بالطرف الموجب للبطارية
مما يؤدي إلى تلاشى منطقة الاستنزاف
في حالة توصيل
البطارية بالاتجاه المعاكس للمرة
السابقةتصبح وصلة الديود عازلة للتيار
الكهربي،
N مع القطب الموجب للبطارية
وتوصيل الكترود المادة P
بالطرف السالب للبطارية كما في الشكل ادناه
وينعدم مرور التيار نتيجة
اتجاهين متعاكسينن
يزيد من منطقة الاستنزاف
N مع القطب الموجب للبطارية
وتوصيل الكترود المادة P
يؤدي ذلك إلى ازدياد
عن طاقة تنتج او تنبعث
من الذرة في صورة
اشباه جسيمات تسمى الفوتونات
Photons لها كمية حركة وكتلتها صفر
لان الضوء له طبيعة
مزدوجة فيمكن ان يكون موجة
ويمكن ان يكون جسيم تنطلق
الفوتونات من الذرات
الالكترونات في مدارات
يعتمد نصف قطر المدار على
كمية الطاقة التي
يمتلكها الالكترون فكلما
كانت الطاقة كبيرة
كان نصف قطر المدار اي
ينتقل الكترون من مدار منخفض إلى
مدار اعلى فإنه يمتص طاقة خارجية ليتم
الانتقال اما في حالة عودة اللكترون
من المدار الاكبر إلى المدار الادنى
فإنه تتحرر طاقة يحملها فوتون
تساوي فرق الطاقة بين المدارين
. وبالتالي
فإن طاقة الفوتون تتحدد بفارق الطاقة
بين المداريين الذين انتقل بينهما
الالكترون وهذا يدل على ان طاقة الفوتون
يمكن ان تكون متغيرة المدارات التي
حدثت بينها الانتقالات،
تغير طاقة الفوتون
تعني تغير في الطول الموجي
للفوتون فيمكن ان يكون فوتون على شكل
ضوء مرئي او ضوء غير مرئي.
في
حالة وصلة الديود فإن
الالكترونات الحرة تحرك
عبر وصلة الديود في اتجاه
الفجوة وهذا يعني ان الالكترون عندما
يتحد مع الفجوة كما لو انه انتقل من
مدار عالي الطاقة إلى مدار منخفض الطاقة
وتنطلق الطاقة على شكل فوتون.
ولكن لا نرى الفوتون المنبعث إلا اذا كان ذو طول
موجي في الطيف المرئي وهذ
لا يتحقق في كل وصلات الديود ففي الديود
المصنعة من مادة السليكون
يكون الفوتون المنطلق
في منطقة تحت الحمراء
من الطيف الكهرومغناطيسي ولا يرى
بالعين المجردة ولكن
حيث تنتقل التعليمات
من الرموت كنترول إلى التلفزيون على شكل
نبضات من الفوتونات تحت الحمراء
يفهمها مجس الاستقبال في التلفزيون
مواد ذات فارق طاقة اكبر بين مدار
الالكترون في المادة
N والفجوة في المادة P التي تمثل المدار ذو الطاقة الأدنى
حيث ان التحكم في هذا الفارق يحدد
لون الضوء المنبعث من الديود
عند اتحاد الالكترون مع الفجوة خلال وصلة الديود.
في حين ان كل انواع الديودات
تعطي ضوء الا ان هذا الضوء المنبعث له كفاءة
حيث ان جزء من هذا الضوء يعاد امتصاصه داخل
وصلة الديود
ولكن الديودات الباعثة لضوء LED
تصمم بحيث يتم توجيه الضوء الى الخارج
من خلال احتواء وصلة الديود داخل
مادة بلاستيكية على شكل مصباح
شبه كروي كما في الشكل ادناه لتركيز
الفوتونات المنطلقة في اتجاه محدد
ـ خصائص تميزها عن المصابيح الكهربية
مدة زمنية اطول بكثير كما انها
تطبيقات الكترونية عديدة،
هذا بالاضافة إلى كفاءتها العالية بالمقارنة
بالمصابيح التقليدية
التي تعتبر طاقة مفقود..
بالتوفيق ان شاء اللة
انظموا الينا على الفيس بوك