الدايود الباعث للضوء
LED
LED
ما هو ؟
كيف ينتج الديود الضوء ؟
خصائص الديود؟
LED
وهى اختصار لكلمات
Light Emitting Diodes
والتي توضح فكرة هذه الأداء وهي اصدار الضوء،
والتي توضح فكرة هذه الأداء وهي اصدار الضوء،
ولهذه الاداة
LED
تطبيقات عديدة في مجال الالكترونيات
وتدخل في تركيب العديد من
الاجهزة الحديثة حيث تضيء الـ
LED
لتعلم المستخدم ان
الجهاز يعمل مثل اللمبة الحمراء
التي تضيء عندما يكون
جهاز التلفزيزن في حالة الاستعداد
التي تضيء عندما يكون
جهاز التلفزيزن في حالة الاستعداد
أو في اجهزة الراديو عند استقبال محطة
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
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
فهي تصدر الضوء من خلال حركة الالكترونات في
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
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،
ما هو الديود؟؟
الديود
هو اصغرأداة مصنعة من مواد اشباه الموصلات،
حيث ان اشباه الموصلات هي مواد
شبه موصلة للكهرباء وهي مصنعة من مواد ضعيفة
التوصيل للتيار الكهربي
التوصيل للتيار الكهربي
ومطعمة بنسبة من الشوائب من مادة اخرى
وتسمي عملية التطعيم
وتسمي عملية التطعيم
Doping . في حالة الـ
فإن المادة الموصلة هي الومنيوم جاليوم ارسانيد
(AlGaAs)
التي تكون في الحالة النقية تماماً فإن كل الذرات
فإن المادة الموصلة هي الومنيوم جاليوم ارسانيد
(AlGaAs)
التي تكون في الحالة النقية تماماً فإن كل الذرات
تكون مرتبطة مما ينتج
عنه عدم توفر الكترونات حرة
لنقل التيار الكهربي،
عنه عدم توفر الكترونات حرة
لنقل التيار الكهربي،
ولكن عند تطعيم هذه المادة بنسبة محددة فإن
الحالة السابقة من عدم توصيل التيار الكهربي
تتغير
حيث باضافة الكترونات او سحب الكترونات
لترك فجوات يمكن للالكترون من
الحركة فإن المادة تصبح شبه موصلة للتيار الكهربي.
تتغير
حيث باضافة الكترونات او سحب الكترونات
لترك فجوات يمكن للالكترون من
الحركة فإن المادة تصبح شبه موصلة للتيار الكهربي.
اشباه الموصلات
بالكترونات اضافية من التطعيم
تسمى مواد من النوع
وهو الحرف الأول من
تسمى مواد من النوع
وهو الحرف الأول من
Negative كلمة
لان حاملات الشحنة
لان حاملات الشحنة
هي الالكترونات التي تتحرك من المناطق
السالبة الشحنة إلى المناطق الموجبة الشحنة
اما اشباه الموصلات
التي تحتوي على نقص في الكترون أو اكثر
أي ما يعرف بالفجوة تسمى مواد
وهو الحرف الأول من كلمة p من النوع
التي تحتوي على نقص في الكترون أو اكثر
أي ما يعرف بالفجوة تسمى مواد
وهو الحرف الأول من كلمة p من النوع
Positive
اي موجبة الشحنة حيث ينتقل الالكترون من فجوة
الى اخرى مما يعتبر من ناحية
اخرى ان الفجوة هي التي تنتقل والتي تمثل
اي موجبة الشحنة حيث ينتقل الالكترون من فجوة
الى اخرى مما يعتبر من ناحية
اخرى ان الفجوة هي التي تنتقل والتي تمثل
الشحنة الموجبة التي تنتقل من
المنطق الموجبة إلى المناطق السالبة
الديود هو
عبارة عن اتصال مادتين شبه موصلتين
احدهما
من النوع
المنطق الموجبة إلى المناطق السالبة
الديود هو
عبارة عن اتصال مادتين شبه موصلتين
احدهما
من النوع
p
والأخرى من النوع
N
مع وجود الكترود على الطرفين الخارجيين
لتوصيل الديود بفرق الجهد الكهربي
في دائرة كهربية.
فعندما لا يوجد فرق جهد كهربي
N
مع وجود الكترود على الطرفين الخارجيين
لتوصيل الديود بفرق الجهد الكهربي
في دائرة كهربية.
فعندما لا يوجد فرق جهد كهربي
مطبق على طرفي الالكترود
فإن الالكترونات في المادة
فإن الالكترونات في المادة
N
تنتقل إلى الفجوات في المادة
P
من خلال الوصلة بين المادتين
مكونة منطقة استنزاف
Depletion Zone .
في منطقة الاستنزاف تتحول الى منطقة عازلة
مكونة منطقة استنزاف
Depletion Zone .
في منطقة الاستنزاف تتحول الى منطقة عازلة
لان كل الفجوات احتوت على
الكترونات مما اصبحت حركة الالكترونات
معدومة لعدم توفر الفجوات
معدومة لعدم توفر الفجوات
عند الوصلة بين المادتين
فإن اللكترونات في
المادة
N
تنتقل إلى الفجوات في
المادة
P
مما تترك المنطقة الوسطى منطقة
فإن اللكترونات في
المادة
N
تنتقل إلى الفجوات في
المادة
P
مما تترك المنطقة الوسطى منطقة
الاستنزاف عازلة
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
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
على هذه الالكترونات
لاجبارها على الحركة خلال المنطقة
لاجبارها على الحركة خلال المنطقة
العازلة من خلال استخدام بطارية
كهربية لانتاج فرق جهد
كهربي ينتج عنه مجال
كهربي يؤثر بقوة على الالكترونات
. فنقوم بتوصيل الالكترود
الموصول على المادة
N بالقطب السالب للبطارية
كهربي ينتج عنه مجال
كهربي يؤثر بقوة على الالكترونات
. فنقوم بتوصيل الالكترود
الموصول على المادة
N بالقطب السالب للبطارية
ويوصل الالكترود على المادة
P بالطرف الموجب للبطارية
فتتنافر الالكترونات في المادة N
مع طرف البطارية السالب
P بالطرف الموجب للبطارية
فتتنافر الالكترونات في المادة N
مع طرف البطارية السالب
وتندفع تجاه منطقة الاستنزاف
وتتحرك الفجوات في المادة
P تحت تأثير قوة التنافر
مع القطب الموجب للبطارية
P تحت تأثير قوة التنافر
مع القطب الموجب للبطارية
تجاه منطقة الاستنزاف
وبزيادة فرق جهد البطارية
تستطيع الالكترونات
وبزيادة فرق جهد البطارية
تستطيع الالكترونات
من عبور منطقة الاستنزاف
وتتحد مع الفجوات وتلغي
منطقةالاستنزاف
وتصبح وصلة الديود
وتتحد مع الفجوات وتلغي
منطقةالاستنزاف
وتصبح وصلة الديود
موصلة للتيار الكهربي
نقوم بتوصيل الالكترود
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،
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،
فبتوصيل الالكترود على الطرف
N مع القطب الموجب للبطارية
وتوصيل الكترود المادة P
بالطرف السالب للبطارية كما في الشكل ادناه
N مع القطب الموجب للبطارية
وتوصيل الكترود المادة P
بالطرف السالب للبطارية كما في الشكل ادناه
فإن منطقة الاستنزاف تتزداد
وذلك لانجذاب الالكترونات ناحية الطرف الموجب
للبطارية والفجوات تجاه الطرف السالب للبطارية
وينعدم مرور التيار نتيجة
وينعدم مرور التيار نتيجة
لحركة الالكترونات والفجوات في
اتجاهين متعاكسينن
يزيد من منطقة الاستنزاف
اتجاهين متعاكسينن
يزيد من منطقة الاستنزاف
بتوصيل الالكترود على الطرف
N مع القطب الموجب للبطارية
وتوصيل الكترود المادة P
N مع القطب الموجب للبطارية
وتوصيل الكترود المادة P
بالطرف السالب للبطارية
يؤدي ذلك إلى ازدياد
يؤدي ذلك إلى ازدياد
منطقة الاستنزاف العازلة
كيف ينتج الديود الضوء ؟
الضوء هو عبارة
عن طاقة تنتج او تنبعث
من الذرة في صورة
اشباه جسيمات تسمى الفوتونات
Photons لها كمية حركة وكتلتها صفر
عن طاقة تنتج او تنبعث
من الذرة في صورة
اشباه جسيمات تسمى الفوتونات
Photons لها كمية حركة وكتلتها صفر
وسميت اشباه جسيمات
لان الضوء له طبيعة
مزدوجة فيمكن ان يكون موجة
ويمكن ان يكون جسيم تنطلق
الفوتونات من الذرات
لان الضوء له طبيعة
مزدوجة فيمكن ان يكون موجة
ويمكن ان يكون جسيم تنطلق
الفوتونات من الذرات
نتيجة لحركة الكرترونات،
ففي الذرة تتحرك
الالكترونات في مدارات
الالكترونات في مدارات
دائرية حول النواة
يعتمد نصف قطر المدار على
كمية الطاقة التي
يمتلكها الالكترون فكلما
كانت الطاقة كبيرة
كان نصف قطر المدار اي
يعتمد نصف قطر المدار على
كمية الطاقة التي
يمتلكها الالكترون فكلما
كانت الطاقة كبيرة
كان نصف قطر المدار اي
الالكترن ابعد عن النواة
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
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
له تطبيقات هامة في الرموت كنترول
حيث تنتقل التعليمات
من الرموت كنترول إلى التلفزيون على شكل
نبضات من الفوتونات تحت الحمراء
يفهمها مجس الاستقبال في التلفزيون
حيث تنتقل التعليمات
من الرموت كنترول إلى التلفزيون على شكل
نبضات من الفوتونات تحت الحمراء
يفهمها مجس الاستقبال في التلفزيون
وللحصول على
وصلة ديود تعطي ضوء مرئي فإنه يستخدم
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
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
معينة تحدد شدة الضوء المنبعث
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
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
خصائص الـ
LED تمتلك
LED
ـ خصائص تميزها عن المصابيح الكهربية
ـ خصائص تميزها عن المصابيح الكهربية
التقليدية فهي في البداية لا تحتوي على
فتيلة يمكن ان تحترق فتعيش
مدة زمنية اطول بكثير كما انها
مدة زمنية اطول بكثير كما انها
صغيرة الحجم تمكننا من استخدامها في
تطبيقات الكترونية عديدة،
هذا بالاضافة إلى كفاءتها العالية بالمقارنة
بالمصابيح التقليدية
تطبيقات الكترونية عديدة،
هذا بالاضافة إلى كفاءتها العالية بالمقارنة
بالمصابيح التقليدية
. ولا تنبعث منها اي طاقة حرارية
التي تعتبر طاقة مفقود..
التي تعتبر طاقة مفقود..
بالتوفيق ان شاء اللة
Abdel naby
انظموا الينا على الفيس بوك
https://www.facebook.com/ma3lomaalmashyانظموا الينا على الفيس بوك
