Lysdiode: Forskelle mellem versioner

En '''lysdiode''' (eng. '''LED''' for '''''light-emitting diode'''''), '''IR-diode''' eller '''UV-diode''' er en [[ensretterdiode]] ([[elektronisk komponent]]) og en [[transducer]], som omsætter [[elektrisk energi]] til et smalt [[bølgelængde]]interval i enet af følgende områder: [[infrarød stråling|Infrarødt (NIR, 2006: Fra ca. 7µm)]], [[synligt lys|synligt]] eller [[NUV|nær-ultraviolet (2006: ned til 255nm)]] lys.

Selve lysdiode-chippen i et lysdiodehus er ca. 0,5*0,5 mm, men kan være større eller mindre. Lysdiode-chippen er lavet af en [[halvleder]], med det [[båndgab]], der afgiver de [[elektromagnetiske bølger]] (f.eks. [[synligt lys]]), man ønsker, når en strøm passerer.

* Der er kun en mindre termisk [[slitage]] på en standard laveffekt-lysdiode (op til ca. 60mW), der lyser. EnEt af benene på lysdioden fungerer som en lille [[køleplade]]. Laveffekt-lysdioder vil i snit få deres lysudbytte halveret efter ca. 50.000 lystimer.

En højeffekt (hvid eller farvet) lysdiode til en [[lysdiodelampe]] på f.eks. 1-5W eller et lysdiodemodul på 5-50W, skal køles nok, ellers kan levetiden sænkes drastisk. Som et repræsentativt eksempel, kan følgende datablad for et 10W lysdiodemoduls typiske levetid ses på sidste side. Levetiden er vurderet fra ny, og til lysdiodemodulets lysudbytte er faldet til 70%.<ref>[http://files.hueyjann.tw/vip/HPR20D-19K10xWx.pdf hueyjann.tw: HPR20D-19K10xWx(REV D)]</ref> Som det kan aflæses, vil modulet ved 120&nbsp;°C have en middellevetid på under 1500 timer. Ved 60&nbsp;°C vil modulet have en middellevetid på ca. 60.000 timer. Bemærk at levetidskurven ikke er [[linear]].

Modsat en glødelampe, kan en korrekt kølet lysdiode lyse konstant i årevis, uden at "brænde ud".

[[Fil:SiC LED historic.jpg|300px|thumb|Dette billede viser en replikation af H.J. Rounds eksperimenter, hvor han opdagede en lysdiodeeffekt. En nål forbundet til minus sat på et SiC-krystal, som er forbundet til plus. Ved en spænding på 9 V og en strøm på 30 mA kan en lille gulgrøn "glød" ses ved kontakten mellem nål og SiC-krystal. Det kan ses på det forstørrede område nederst til højre]]

I 1970 kommer nye LED farver til, man havde nu en grøn farve og en rød farverfarve, og dermed kunne man også skabe gult LED-lys. Forskerne var klar over, at det var nødvendigt at fokusere på den blå farve, da man med den og de øvrige farver kunne frembringe et hvidt LED-lys. Lysstyrken var på tidspunktet stadig svagt, og først i 1980erne kunne man frembringe et LED-lys, der var kraftigt nok til at kunne bruges udendørs i sollys. http://origoo.dk/historien-om-led-lys

Du kan selv lave dine egne lysdiodelysdioder.<ref>[http://www.dlip.de/?p=99 May 7th, 2009, Michael T. Lippert: Building a DIY LED from SiC] Citat: "...What this article is about is making a [[Synligt lys|light]] emitting diode (LED) from a [[Metalnål|pin]] and the mineral [[Moissanite]]..."</ref> De hjemmelavede lysdiodelysdioder er selvfølgelig ikke ligesålige så effektive som købelysdioder.

I løbet af [[1990'erne]] kom de røde og grønne effektive (high-bright) lysdiodeudgaver, hvilket gjorde, at de kunne anvendes som [[cykelbaglygte]]r. Senere kom høje effektivehøjeffektive (ultra high-bright) i blå lysdiodeudgaver. Den blå farve muliggjorde, at en lille klat [[fluorescerende]] stof placeret oven på den blå lysdiodechip omdannede noget af det blå lys til gult. Det blev fra omkring 2003 markedsført som en hvid lysdiode, da menneskets [[øjne]] opfatter en blanding af gult og blåt lys som hvidt. Disse anvendes bl.a. som [[cykelforlygte]]r.

Lysdioder anvendes herudover primært som bilbaglygter (rød), udrykningsblink (blå), lyssignaler (ved vejkryds (rød, gul og grøn) og fodgængerfelter (rød og grøn)). Men der forskes på højtryk for at lave højeffektive højeffekts ultraviolette lysdioder med henblik på belysning overalt – til belysning af gader og i boliger.

Fra ca. 2009 gør lysdioderne sitderes indtog i [[Lysdiode bagbelyst LCD-skærm|LCD-skærmes bagbelysning]]. Grundet lysdiodernes høje virkningsgrad, spares 10-40% af energiforbruget. Lysdiodebagbelysningen holder normalt længere end de traditionelle [[koldkatode lysstofrør]].

En lysdiode er i elektrisk forstand en "normal" faststof-[[diode]] (en pn-overgang i et halvledermateriale i en [[elektronisk chip|chip]]), men det særlige ved ''lys''-dioden er, at både selve halvledermaterialet og det "hus", komponenten er bygget (støbt) ind i, er mere eller mindre gennemsigtige. Den aktive lysdiodechip, der hvor lyset kommer fra, er mindre end 1×1 mm stor.

En fri elektron i halvledermaterialet besidder lidt mere energi end en elektron, der er fanget i halvledermaterialets krystalgitter-struktur, så når en elektron "falder i" et hul, afgiver den en [[foton]] ("lys-partikel"), hvis energi svarer til forskellen mellem den frie og den bundne elektrons energiniveauer.

Jo stærkere valenselektronerne er bundet i det halvledermateriale, man anvender, jo større er energiforskellen mellem den frie og den bundne elektron, og dermed energien i den frigivne foton. Da bølgelængden er omvendt proportional med fotonenergien, giver større energiforskel mere kortbølget (blåt eller violet) lys, mens en mindre forskel giver mere langbølget lys (rødt eller infrarødt lys).

Lysmængden målt i forhold til den forbrugte energi er forbedret meget de seneste år. I [[2006]] kunne man lave dioder med 50 lm/W, og i [[2007]] blev dioder med 100 lm/W lanceret. <ref>Elsparefonden, december 2007 – [http://www.elsparefonden.dk/publikationer/brochurer/lysdioder-til-belysning-2008/at_download/File Lysdioder til belysning 2008], s. 5</ref> Dette skal sammenlignes med glødepærens 10 lm/W og lysstofrørets 93 lm/W.