[asla_asla_deme]

LED, ("Light Emitting Diode", Işık yayan diyot)

1. Ledler yarı iletken malzemelerdir.
2. Ana maddeleri silikondur.
3. Üzerinden akım geçtiğinde foton açığa çıkararak ışık verirler.
4. Değişik açıda ışık verecek şekilde üretilmektedirler.
5. Ledlerin gerilim-akım grafikleri üsteldir. Uygun çalışma noktasındayken ledin üzerindeki küçük bir gerilim değişimi büyük bir akım değişimine sebep olur. Yüksek akım nedeniyle bozulmaması için ledlere seri bir akım sınırlama direnci bağlanır. Böylece hassas olmayan gerilim aralıklarında ledin bozulmaması sağlanır.
6. Ledler tıpkı bir Zener diyot gibi üzerinde sabit bir gerilim düşürür.

Ayrıca

1. Kırmızı LED yaklaşık 1,8V-15mA
2. Sarı LED yaklaşık 2V-15mA
3. Yeşil LED yaklaşık 2,2V-15mA
4. Mavi ve Beyaz LED yaklaşık 3.6V-20mA 'de çalışır.

Eğer trafik ışığı gibi düşünülürse bu değerler akılda daha rahat kalabilir.

Ledler seri ve/veya paralel bağlanabilirler. Seri bağlantıda istenildiği kadar led seri bağlandıktan sonra 1 tane akım sınırlama direnci eklenmelidir. Paralel bağlantıda ledler değil led + direnç düzenekleri birbirine paralel bağlanmalıdır.

Bağlantı Şekilleri

Bağlantıların her birinde karışık led çeşitleri kullanılabilir. Her çeşidin kendine göre ileri ön gerilimi vardır. Dolayısıyla böyle bir kullanımda tüm hesaplar ayrı ayrı yapılmalıdır.

(+) ---/\/\/\---|>|-- (-) ya da (+) ---/\/\/\---|>|-|>|-|>|-...- (-)

Seri bağlantıda 20 mA altında ledin ileri ön gerilimi bilinmelidir. N tane ledi birbirine seri bağlıyorsak ledlerin üzerinde toplamda U_ledT = X * U_led (ya da U_ledT = U_led1 + U_led2 + ... + U_ledN) Voltluk bir gerilim oluşur. Elimizde muhtemelen bir gerilim kaynağı olacaktır. Devreye seri olarak bağladığımız dirençte de geri kalan gerilim düşmelidir. Yani U_direnç = U_kaynak - U_ledT Led sisteminden 20 mA geçtiği bilinmektedir. Buna göre direnç hesaplanabilir: R (K ohm)= U_direnç (V) / 20 (mA)

(+) -|--/\/\/\---|>|---------|- (-)
|--/\/\/\---|>|---------|
|--/\/\/\---|>|-|>|-...-|
|--/\/\/\---|>|---------|

Paralel bağlantıda seri olarak bağlanmış N tane ledlik düzenekler birbirlerine paralel bağlanır.

Kullanım Alanları

Son yıllarda ledlerde mavi ışığın kullanılabilmesi ile RGB (Red Green Blue) aydınlatma mümkün olmuş ve birçok sektörde uygulama alanı bulmuştur.Ledlerin enerji sarfiyatlarındaki düşüklüğünün başlıca sebebleri arasında omik bir yük olması ve ısı kayıplarının az olması gösterilebilir. ayrıca ömürleri oldukça uzun olan bu diyotlar diğer ampuller gibi flaman taşımadıklarından dolayı hemen her koşulda sorunsuz kullanılabilirler. Bugün ulaşılan aydınlatma değerleriyle henüz genel aydınlatma için maliyetleri çok yüksek olmasına rağmen sinyalizasyon ve dekoratif aydınlatma unsuru olarak (Obje görselleri,Wallwash vb.)ilgi görmektedir. Ayrıca kızılötesi(infrared)led'ler uzaktan kumandaların televizyonla iletişimini sağlar.

Türk Bilim Adamlarının LED'lerin gelişimine katkısı

Türk araştırmacılar, Edison'un icat ettiği ampule alternatif nanoteknoloji ürünü ışık kaynağı üretti. Bilkent Üniversitesi'nden araştırmacılar, geliştirdikleri 'ayarlanabilir beyaz ışık' teknolojisiyle Edison'un ürettiği ampulleri yüzyıl sonra değişime uğrattı. Edison'un ürettiği ampuller ısıyı ışığa dönüştürürken, nanoteknoloji ile üretilen nanokristalli ledler ise elektrik enerjisini direkt ışığa çeviriyor. LED (Light Emitting Diode-Işık Yayan Diyot) tabanlı ışık kaynaklarının ömrü 23 yıl sürecek ve otomobillerin aydınlatma sistemlerinde köklü değişikliklere gidilecek. Yüzde 90 oranında enerji tasarrufu sağlayan LED bazlı ışık kaynaklarının küresel ısınma sorununa da alternatif çözüm getireceği belirtiliyor. Bilkent Üniversitesi Fizik Bölümü ve Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Yard. Doç. Dr. Hilmi Volkan Demir ile öğrencileri Sedat Nizamoğlu, Tuncay Özel ve Emre Sarı'nın bu çalışmaları, dünyanın en prestijli dergileri arasında bulunan 'Nanotechnology'nin 14 Şubat 2007 baskısında kapak konusu oldu. Nanokristal kullanarak beyaz ışık üretimini dünyada ilk kez ayarlanabilir renk özellikleri ile başardıklarını anlatan Demir, beyaz LED ışık kaynaklarının, geleceğin aydınlatma sistemlerinde geniş kullanım alanı bulacağını söyledi. Demir, günümüzde ampulsüz trafik ışıkları, kamera, mikroskop ışık kaynakları gibi kullanım alanları olan LED'lerin, evde kullanılan ampul ve floresanların yerine geçeceğini vurguladı.

LEDLERİN AVANTAJLARI


Uzun Ömür(10 saatlik günlük kullanımla 27,4 Yıl)

Düşük tüketim (1-4 Watt/saat)

Yılda 2-3 YTL elektrik tüketimi

Canlı, parlak ve solmayan renkler

Isı ve radyasyon yaymama

Isı vermemesi nedeniyle klima masraflarından tasarruf

Sarsıntıdan etkilenmeme

Titreşimsiz yanma

Anında devreye girme

Açıp kapamaya ve ışık şiddetini ayarlamaya uygunluk

[Bia]

LED : Işık Yayan Diyotlar

LED olarak bilinen ışık yayan diyotlar, elektronik dünyasının kahramanları olarak karşımıza çıkıyor. Pek çok başka işlevinin yanısıra sayısal saatlerdeki rakamları gösteriyor,uzaktan kumanda aletlerinde bilgiyi aktarıyor, kol saatlerimizin ekranını aydınlatıyor, jumbo televizyon ekranlarında imgeler yaratıyor ve trafik ışıklarını ışıtıyorlar. Temel olarak LED'ler, elektrik devrelerine kolayca sığdırılan minik ampullerden başka bir şey değil. Ancak filamanlı ampullerden farklı olarak yanan filamanları yok ve özellikle fazla ısınmıyorlar. Sadece yarı iletken bir malzeme içindeki elektronların hareketiyle işliyorlar ve standart bir transistör kadar dayanıyorlar.

Diyot Nedir?

Genel anlamıyla yarı iletken aygıtın en basit çeşidine diyot, değişken biçimde elektrik akımını geçiren malzemelere de yarı iletken malzemeler diyoruz. LED'ler söz konusu olduğunda, yarı geçirgen malzememiz tipik olarak alüminyum-galyum-arsenür oluyor. Saf lalüminyum-galyum-arsenürde tüm atomlar komşularıyla mükemmel bir biçimde birleşiyorlar ve elektrik akımını geçirecek hiç serbest elektron (negatif-yüklü parçacı klar) bırakmıyorlar. Katkılı malzemede, ilave atomlar dengeyi değişltirip, ya serbest elektron ekliyor, ya da elektronların gidebileceği delikler yaratıyorlar. Bunları n her ikisi de malzemeyi daha iletken hale getiriyor.

Fazladan elektronu olan bir yarı iletkene N-tipi malzeme deniyor, çünkü fazladan negatif yüklü parçacı klara sahip. N-tipi malzemede serbest elektronlar negatif yüklü alandan pozitif yüklü alana doğru hareket ediyor. Fazladan delikleri olan bir yarı iletkene ise p-tipi malzeme deniyor, çünkü fazladan pozitif yüklü parçacı klara sahip. Elektronlar delikten deliğe atlayarak negatif-yüklü alandan pozitif-yüklü alana doğru hareket ediyor. Diyot denen şeyde ise N-tipi malzemenin bir bölümü P-tip malzemeye yapışmış durumda ve her iki ucunda elektrodlar var. Bu düzenek elektriğin sadece bir yöne doğru ilerlemesini sağlıyor. Diyota hiçbir voltaj uygulanmadığında, N-tipi malzemedeki elektronlar P-tipi malzemedeki delikleri katmanların birleşme noktaları boyunca doldurarak bir tükenim bölgesi oluşturuyor.

Bu tükenim bölgesinde, yarı iletken malzeme ilk haline yani yalıtkan duruma dönüyor, bütün delikler dolmuş, dolayısıyla elektronların ve akımın akabileceği boş alan yok oluyor.
Tükenim bölgesinden kurtulmak için elektronların N-tipi alandan P-tipi alana, delikleri de tersi yöne doğru hareket eder hale getirmek gerekiyor. Bunu yapmak için de, diyotun N-tipi kenarını devrenin negatif ucuna, P-tipi kenarını da pozitif ucuna bağlamak gerekiyor.

N-tipi malzemedeki serbest elektronlar, negatif elektrod tarafından itilip, pozitif elektron tarafından çekiliyor. P-tipi malzemedeki delikler ise öteki tarafa hareket ediyor. Elektrodlar arasındaki voltaj farkı yeterince yüksek olduğunda, tükenim bölgesindeki elektronlar deliklerinden çıkarılarak tekrar serbestçe dolaşı r hale geliyorlar. Tükenim alanı yok oluyor, ve akım diyot boyunca hareket ediyor.

P-tipi tarafı devrenin negatif ucuna, N-tipi tarafı da pozitif uca bağlayarak akımı diğer tarafa vermeye çalışırsak, akım dolaşmayacak. N-tipi malzemedeki negatif elektronlar pozitif elektrod tarafından çekilecek, Ptipi malzemedeki elektronlar ise negatif elektrod tarafı ndan çekilecek. Birleşme yerlerinde bir akım olmayacak çünkü delikler ve elektronlar yanlış yönlerde hareketediyor olacaklar. Tükenim bölgesi artacak. işte bu konumda elektronlar ile delikler arasındaki etkileşimin ilginç yan etkileri oluyor ve ışık üretiliyor!

Bir Diyot Nasıl Işık Üretir?

Işık, bir atom tarafından serbest bırakılan bir enerji biçimi, enerjisi ve momentumu olan ama kütlesi bulunmayan parçacık benzeri paketten oluşuyor. Foton denen bu parçacıklar, ışığın en temel birimleri. Elektronların hareketi sonucu fotonlar salınıyor. Bir atomda elektronlar çekirdek etrafındaki yörüngede dönüyorlar. Farklı yörüngelerdeki elektronlar farklı enerji miktarlarına sahip. Genel olarak, daha fazla enerjiye sahip elektronlar çekirdekten uzaktaki yörüngelerde
hareket ediyor. Bir elektronun alt yörüngeden yukarıdaki yörüngelere atlayabilmesi için enerji düzeyinin bir şekilde yükselmesi, üst yörüngeden alt yörüngeye inmesi için de tersi gerek. Bu enrji foton biçiminde salınıyor. Daha büyük bir enerji düşüşü daha yüksek enerjili foton salıyor ve bu yüksek frekanslı oluyor.

Diyot içinde dolaşan serbest elektronlar, P-tipi katmandaki boş deliklere düşebilirler. Bu, iletken kuşaktan daha alçak bir yörüngeye düşüşü gösterir ki, elektronlar da enerjilerini foton olarak salarlar. Bu her diyotta olur ancak diyot belli bir malzemeden yapılmışsa fotonları görebiliriz. Standart bir silikon diyotta örneğin, atomlar öyle bir düzendedirler ki,elektronlar görece kısa mesafelere düşerler. Sonuç olarak fotonun frekansı o kadar düşüktür ki, ışık tayfının kızılötesi bölümündedir ve gözle görülmez.

Görünür ışık veren diyotlar (VLED), iletken kuşak ile daha altlardaki yörüngeler arasındaki boşluğun daha büyük olduğu malzemeden yapılır. Bu boşluğun büyüklüğ ü fotonun frekansını, diğer bir deyişle ışığın rengini belirler. Bütün diyotlar ışık salarken, bazıları bunu çok etkin olarak yapar. Sıradan bir diyotta, yarı iletken malzemenin kendisi ışık enerjisinin çoğunu emer.
LED'ler özellikle çok sayıda fotonu dışarı salacak şekilde yapılandırılmışlar. Ve ek olarak ışığı belli bir yönde odaklayacak plastik bir ampul içine yerleştirilmişler.

LED'lerin geleneksel filamanlı ampullere göre birçok avantajı var. Öncelikle filamanın kopması gibi bir sorun yaşanmıyor, ek olarak da minik plastik ampuller daha dayanıklı. Modern elektronik devrelere sığdırılmaları da bir o kadar kolay. Ancak en büyük avantajı verimliliği. Geleneksel ampullerde filamanın ısıtılması için üretilen büyük miktarlardaki ısı tümüyle ziyan, zira ampuller ısıtma amçlı değil aydınlatma amaçlı kullanı lıyor. LED'ler görece çok az ısı üretiyorlar. Elektriksel gücün büyük bölümü ışık üretimine gidiyor.

Alintidir..