Dioda pemancar cahaya: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k alih |
Dikembalikan ke revisi 25043401 oleh Henri Aja (bicara): -> rv LTA ANALISA (🕵️♂️) Tag: Pembatalan |
||
| (11 revisi perantara oleh 7 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
[[Berkas:Ledmrp.jpg|ka|jmpl|180px|LED]]
'''Dioda pemancar cahaya''' ([[bahasa Inggris]]: '''''light-emitting diode'''''; '''LED''') adalah suatu [[semikonduktor]] yang memancarkan [[cahaya]] monokromatik yang tidak [[koheren (fisika)|koheren]] ketika diberi tegangan maju.
Gejala ini termasuk bentuk [[elektroluminesensi]]. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga [[ultraviolet dekat]] atau [[inframerah dekat]].
== Teknologi LED ==
=== Fungsi fisik ===
Sebuah LED adalah sejenis [[diode]] [[semikonduktor]] istimewa. Seperti sebuah diode normal, LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut [[p-n junction]]. Pembawa-muatan - [[elektron]] dan [[lubang elektron|lubang]] mengalir ke junction dari elektrode dengan [[voltase]] berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke [[tingkat energi]] yang lebih rendah, dan melepas [[energi]] dalam bentuk [[photon]].
=== Emisi cahaya ===
[[Panjang gelombang]] dari cahaya yang dipancarkan, dan oleh karena itu warnanya, tergantung dari selisih pita energi dari bahan yang membentuk p-n junction. Sebuah diode normal, biasanya terbuat dari [[silikon]] atau [[germanium]], memancarkan cahaya tampak inframerah dekat, tetapi bahan yang digunakan untuk sebuah LED memiliki selisih pita energi antara cahaya inframerah dekat, tampak, dan ultraungu dekat.
[[Berkas:LED T-bar ceiling light.JPG|200px|ka|jmpl|LED dalam aplikasi sebagai alat penerangan lampu langit-langit]]
=== Polarisasi ===
Tak seperti [[lampu pijar]] dan [[neon]], LED mempunyai kecenderungan [[polarisasi]]. Chip LED mempunyai [[kutub positif]] dan [[negatif]] (p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati chip LED. Ini menyebabkan chip LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya.
Chip LED pada umumnya mempunyai [[tegangan rusak]] yang relatif rendah. Bila diberikan tegangan beberapa volt ke arah terbalik, biasanya sifat isolator searah LED akan jebol menyebabkan arus dapat mengalir ke arah sebaliknya.
=== Tegangan maju ===
Karakteristik chip LED pada umumnya adalah sama dengan karakteristik diode yang hanya memerlukan tegangan tertentu untuk dapat beroperasi. Namun bila diberikan tegangan yang terlalu besar, LED akan rusak walaupun tegangan yang diberikan adalah tegangan maju.
Tegangan yang diperlukan sebuah diode untuk dapat beroperasi adalah tegangan maju (Vf).
=== Sirkuit LED ===
Sirkuit LED dapat didesain dengan cara menyusun LED dalam posisi [[seri]] maupun [[paralel]]. Bila disusun secara seri, maka yang perlu diperhatikan adalah jumlah tegangan yang diperlukan seluruh LED dalam rangkaian tadi. Namun bila LED diletakkan dalam keadaan paralel, maka yang perlu diperhatikan adalah jumlah arus yang diperlukan seluruh LED dalam rangkaian ini.
Menyusun LED dalam rangkaian seri akan lebih sulit jika warna LED berbeda-beda, karena tiap warna LED yang berlainan mempunyai tegangan maju (Vf) yang berbeda. Perbedaan ini akan menyebabkan bila jumlah tegangan yang diberikan oleh [[sumber daya listrik]] tidak cukup untuk membangkitkan chip LED, maka beberapa LED akan tidak menyala. Sebaliknya, bila tegangan yang diberikan terlalu besar akan berakibat kerusakan pada LED yang mempunyai tegangan maju relatif rendah.
Pada umumnya, LED yang disusun secara seri harus mempunyai tegangan maju yang sama atau paling tidak tak berbeda jauh supaya rangkaian LED ini dapat bekerja secara baik. Jika LED digunakan untuk indikator pada voltase lebih tinggi dari operasinya, LED dapat dirangkai seri dengan resistor untuk menyesuaikan arus agar tidak melampaui batas arus maksimum LED, kalau arus maksimum terlampaui LED jadi rusak.
=== Substrat LED ===
Pengembangan LED dimulai dengan alat inframerah dan merah dibuat dengan [[gallium arsenide]]. Perkembagan dalam [[ilmu material]] telah memungkinkan produksi alat dengan [[panjang gelombang]] yang lebih pendek, menghasilkan cahaya dengan warna bervariasi.
LED konvensional terbuat dari mineral inorganik yang bervariasi, menghasilkan warna sebagai berikut:
* [[aluminium gallium arsenide]] (AlGaAs) - merah dan inframerah
* [[gallium aluminium phosphide]] - hijau
* [[gallium arsenide/phosphide]] (GaAsP) - merah, oranye-merah, [[Oranye (warna)|oranye]], dan [[kuning]]
* [[gallium nitride]] (GaN) - hijau, hijau murni (atau hijau emerald), dan [[biru]]
* gallium phosphide (GaP) - merah, kuning, dan hijau
* [[zinc]] [[selenium|selenide]] (ZnSe) - biru
* [[indium]] gallium nitride (InGaN) - hijau kebiruan dan biru
* indium gallium aluminium phosphide - oranye-merah, oranye, kuning, dan hijau
* [[silicon carbide]] (SiC) - biru
* [[diamond]] (C) - ultraviolet
* [[silicon]] (Si) - biru (dalam pengembangan)
* [[sapphire]] (Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) - biru
=== LED biru dan putih ===
[[Berkas:Uv-LED.jpg|jmpl|ka|230px|Sebuah GaN LED [[ultraviolet]]]]
[[LED biru]] pertama yang dapat mencapai keterangan komersial menggunakan substrat galium nitrida yang ditemukan oleh [[Shuji Nakamura]] tahun [[1993]] sewaktu berkarier di [[Nichia Corporation]] di [[Jepang]]. LED ini kemudian populer di penghujung tahun 90-an. LED biru ini dapat dikombinasikan ke LED merah dan hijau yang telah ada sebelumnya untuk menciptakan cahaya putih.
LED dengan cahaya putih sekarang ini mayoritas dibuat dengan cara melapisi substrat galium nitrida (GaN) dengan [[fosfor]] kuning. Karena warna kuning merangsang penerima warna merah dan hijau di mata manusia, kombinasi antara warna kuning dari fosfor dan warna biru dari substrat akan memberikan kesan warna putih bagi mata manusia.
[[LED putih]] juga dapat dibuat dengan cara melapisi fosfor biru, merah dan hijau di substrat [[ultraviolet dekat]] yang lebih kurang sama dengan cara kerja lampu fluoresen.
Metode terbaru untuk menciptakan cahaya putih dari LED adalah dengan tidak menggunakan fosfor sama sekali melainkan menggunakan substrat [[seng selenida]] yang dapat memancarkan cahaya biru dari area aktif dan cahaya kuning dari substrat itu sendiri.
<!--
=== Other colors ===
Recent color developments include [[pink]] and [[purple]]. They consist of one or two phosphor layers over a blue LED chip. The first phosphor layer of a pink LED is a yellow glowing one, and the second phosphor layer is either red or orange glowing. Purple LEDs are blue LEDs with an orange glowing phosphor over the chip. Some pink LEDs have run into issues. For example, some are blue LEDs painted with fluorescent paint or fingernail polish that can wear off, and some are white LEDs with a pink phosphor or dye that unfortunately fades after a short time.
Ultraviolet, blue, pure green, white, pink and purple LEDs are relatively expensive compared to the more common reds, oranges, greens, yellows and infrareds and are thus less commonly used in commercial applications..
The semiconducting chip is encased in a solid [[plastic]] [[lens]], which is much tougher than the glass envelope of a traditional light bulb or tube. The plastic may be colored, but this is only for cosmetic reasons or to improve the [[contrast ratio]]; the color of the packaging does not substantially affect the color of the light emitted.
=== Organic light-emitting diodes (OLEDs) ===
[[Berkas:Red-YellowGreen-Blue LED spectra.gif|thumb|right|350px|Combined spectral curves for blue, yellow-green, and high brightness red solid-state semiconductor LEDs. [[FWHM]] spectral bandwidth is approximately 24-27 nanometers for all three colors.]]
If the emissive layer material of an LED is an [[organic compound]], it is known as an Organic Light Emitting Diode ([[OLED]]). To function as a semiconductor, the organic emissive material must have [[conjugated system|conjugated pi bonds]]. The emissive material can be a small organic [[molecule]] in a [[crystal|crystalline]] [[phase (matter)|phase]], or a [[polymer]]. Polymer materials can be flexible; such LEDs are known as PLEDs or FLEDs.
Compared with regular LEDs, OLEDs are lighter and polymer LEDs can have the added benefit of being flexible. Some possible future applications of OLEDs could be:
* Inexpensive, flexible displays
* Light sources
* Wall decorations
* Luminous [[cloth]]
=== Operational parameters and efficiency ===
Most typical LEDs are designed to operate with no more than 30-60 [[milliwatt]]s of electrical power. Around [[1999]], commercial LEDs capable of continuous use at one watt of input power were introduced. These LEDs used much larger semiconductor die sizes to handle the large power input. As well, the semiconductor dies were mounted to metal slugs to allow for heat removal from the LED die. In [[2002]], 5-watt LEDs were available with efficiencies of 18-22 [[lumen (unit)|lumens]] per watt. It is projected that by [[2005]], 10-watt units will be available with efficiencies of 60 lumens per watt. These devices will produce about as much light as a common 50-watt [[incandescent]] bulb, and will facilitate use of LEDs for general illumination needs.
In September 2003 a new type of blue LED was demonstrated by the company Cree, Inc. to have 35% efficiency at 20 mA. This produced a commercially packaged white light having 65 lumens per watt at 20 mA, becoming the brightest white LED commercially available at the time. In 2005 they have demonstrated a prototype with a record white LED efficiency of 70 lumens per watt at 350 mA [http://www.compoundsemiconductor.org/articles/news/9/9/1/1 CompoundSemiconductor].
Today, OLEDs operate at substantially lower efficiency than inorganic (crystaline) LEDs. The best efficiency of an OLED so far is about 10%. These promise to be much cheaper to fabricate than inorganic LEDs, and large arrays of them can be deposited on a screen using simple printing methods to create a color graphic display so there are compensating benefits.
=== Advantages of using LEDs ===
*LEDs are capable of emitting light of an intended color without the use of color filters that traditional lighting methods require.
*The shape of the LED package allows light to be focused. Incandescent and fluorescent sources often require an external reflector to collect light and direct it in a useable manner.
*LEDs are built inside solid cases that protect them, making them hard to break and extremely durable.
*LEDs have an extremely long life span: twice as long as the best fluorescent bulbs and twenty times longer than the best incandescent bulbs.
[[Berkas:Verschiedene LEDs.jpg|thumb|center|750px|LEDs are produced in a staggering array of shapes and sizes. Though the color of the plastic lens cannot be guaranteed to correlate with the actual color of light emitted by the LED (for instance, purple plastic is often used for [[infrared]] LEDs), when not completely clear, it is often a good indicator.]]
-->
== Produsen terkemuka dunia ==
* [[Cree Incorporation|Cree]] (Amerika Serikat), saat ini Cree juga telah memproduksi bohlam ber-Watt kecil untuk kepentingan rumah tangga sehari-hari.
* [[Philips Lumileds]] (Belanda)
* [[Avago]] (Amerika Serikat)
* [[Nichia]] (Jepang)
* [[Osram Opto Semiconductor]] (Jerman)
* [[Seoul Semiconductor]] (Korea Selatan)
{{Commons|LED|LED}}
{{komponen elektronika}}
[[Kategori:Dioda]]
[[Kategori:Perangkat semikonduktor]]
| |||