Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Diody LED - napięcie diod o różnych kolorach

Diody LED są dostępne w różnych kolorach świecenia. Jednak wiąże się z tym również inne napięcie przewodzenia. Od czego ono zależy?
Article Image
1. Repetytorium użytkowej elektroniki 2. Repetytorium użytkowej elektroniki - Oświetlenie LED pod szafkami 3. Repetytorium użytkowej elektroniki - Oświetlenie do piwnicy 4. Repetytorium użytkowej elektroniki - Sygnalizator zalania 5. Repetytorium użytkowej elektroniki - Zasilacz do układu audio 6. Repetytorium użytkowej elektroniki - Zasilacz warsztatowy 7. Jaką wkrętarkę wybrać? Na co zwrócić uwagę przy zakupie? 8. Rodzaje tranzystorów bipolarnych i unipolarnych 9. Jak podłączyć taśmy LED 10. Inteligentny dom - wszystko co powinieneś wiedzieć o systemach SMART HOME 11. Jak podłączyć prostownik do akumulatora (ładowanie) 12. Drukarki 3D - budowa i zasada działania 13. Jak prawidłowo zarobić kabel antenowy? 14. Jaki czujnik czadu wybrać i gdzie najlepiej zamontować? 15. Programowanie mikrokontrolerów - o czym należy wiedzieć na początek? 16. Oscyloskop cyfrowy - jaki wybrać? 17. Co to jest barometr i jak działa? 18. Jaki wykrywacz metali kupić? Na co zwracać uwagę przy wyborze? 19. Jak działa sieć 5G i jakie daje możliwości? 20. Diody LED - napięcie diod o różnych kolorach 21. Jaki kompresor samochodowy kupić? 22. Czujniki parkowania - jakie wybrać? 23. Jak ustawić antenę do odbioru naziemnej TV DVB-T? 24. Co to jest rezystor (opornik) i jak działa? 25. Jakie są typy i rodzaje bezpieczników? 26. Co to jest układ scalony i jak działa? 27. Jak zmierzyć napięcie akumulatora miernikiem? 28. Jak zarobić kabel sieciowy RJ-45? 29. Lutowanie - jak lutować kable poprawnie? 30. Arduino - co to jest i jak zacząć? 31. Raspberry pi - co to jest, do czego służy, jak zacząć? 32. Do czego służą kondensatory - zasada działania 33. Co to jest bezpiecznik i jak działa? 34. Jak dobrać i wymienić bezpiecznik? 35. Rodzaje kondensatorów, ich oznaczenia i budowa 36. Kalafonia - co to jest? do czego służy? jak używać? 37. Przewodniki prądu - co przewodzi prąd, a co nie? 38. Jaka latarka czołowa sprawdzi się najlepiej? 39. Jak działa płytka stykowa (prototypowa)? 40. Jakie ogniwa 18650 wybrać i gdzie kupić akumulatorki? 41. Jaki powerbank wybrać? Czym kierować się przy kupnie? 42. Raspberry Pi czy Arduino? Co wybrać? 43. Pierwsze Prawo Kirchhoffa - przepływ prądu w obwodzie elektrycznym 44. Rezonator kwarcowy - schemat, oznaczenia i zastosowanie 45. Drugie Prawo Kirchhoffa - bilans spadku napięć w zamkniętym obwodzie elektrycznym
Rozwiń cały spis treści Zwiń spis treści

Czemu diody LED świecą?

Odpowiedź: ponieważ mają specjalnie zbudowaną strukturę półprzewodnikową. Nie dość, że musi być ona odsłonięta, aby światło mogło uwolnić się na zewnątrz, to jeszcze musiała zostać wykonana z odpowiedniego materiału. 

Zwykłe diody prostownicze nie emitują światła, ponieważ musiałyby mieć zupełnie inaczej zbudowane złącze półprzewodnikowe. Poza tym, długość fali tego światła leżałaby w dalekiej podczerwieni, czyli poza percepcją naszego wzroku.

Napięcie przewodzenia a kolor

Właśnie ten materiał różnicuje barwę świecenia diody i warunkuje też spadek napięcia na niej w kierunku przewodzenia. W uproszczeniu, im wyższa jest energia emitowanych fotonów, tym wyższe napięcie trzeba przyłożyć. Energia fotonów z kolei ma wpływ na barwę światła. 

Można to doskonale zauważyć na zwykłej tęczy: promienie czerwone biegną po zewnętrznej trajektorii, bo ich energia jest niska. Dalej są pomarańczowe, żółte, zielone, niebieskie i fioletowe - wewnątrz łuku. Fotony światła fioletowego mają najwyższą energię. 

Nie należy mylić energii z natężeniem promieniowania - można mieć jasno świecącą diodę czerwoną i ledwo co żarzącą się diodę fioletową, to nie ma żadnego związku.

Aby wygenerować kwanty światła o wysokiej energii, materiał złącza musi takowe posiadać, więc będzie on wymagał zasilania relatywnie wysokim napięciem. Z kolei niskoenergetyczne promieniowanie świetlne wymaga przyłożenia niskiego napięcia.

Różne materiały

Najczęściej w tym miejscu wymienia się trzy substancje chemiczne:

  • arsenek galu - GaAs - świecący na czerwono,
  • fosforek galu - GaP - mogą świecić na czerwono, zielono lub żółto,
  • azotek galu - GaN - świecący na niebiesko.

Naukowcy opracowują również diody wykonane z innych materiałów. Szczegóły są pilnie strzeżonymi tajemnicami każdej z firm.

A co z białymi diodami?

Zagadką są diody LED świecące w kolorze białym. Ta barwa jest mieszaniną poszczególnych barw składowych, w odpowiednich proporcjach, zatem nie może być efektem świecenia tylko jednego kryształu.


 
Najczęściej są wykonywane jako struktura świecąca na niebiesko lub fioletowo, która została pokryta warstwą luminoforu. Światło struktury pobudza luminofor do świecenia, a ten emituje promieniowanie o docelowej barwie.

Innym sposobem jest użycie diody RGB, czyli zawierającej w obudowie trzy różne struktury. Każda z nich świeci w innym kolorze:

  • R - red - czerwony,
  • G - green - zielony,
  • B - blue - niebieski.

Odpowiednie ich zmieszanie (czyli włączenie każdej ze struktur składowych) może dać światło o dowolnej barwie, w tym białej.

Napięcia przewodzenia diod

Najniższe napięcie będą miały świecące w podczerwieni (IR) i czerwieni, a najwyższe - na niebiesko i biało.

Jednak w tabeli podano przedziały napięć, a nie konkretne wartości.

Z czego wynikają różnice?

Rozrzuty poszczególnych napięć wynikają z rozmaitych materiałów, jakie stosują producenci, dlatego podane przedziały trzeba traktować orientacyjnie. Ponadto, diody dużej mocy będą miały wyższe napięcie przewodzenia przy pełnym obciążeniu niż niewielkie diody sygnalizacyjne. Te pierwsze przewodzą prąd rzędu amperów, a te drugie - zaledwie kilka miliamperów. 

Ponadto, napięcie przewodzenia zmienia się wraz z temperaturą: kiedy jest cieplej, napięcie przewodzenia maleje.

Podsumowanie

Diody LED są wykonywane w różnych kolorach świecenia. Aby uzyskać tak szeroką paletę barw, producenci tych elementów półprzewodnikowych stosują różne materiały. To z kolei warunkuje różnice w ich napięciu przewodzenia - aby wyemitować światło składające się z kwantów o wyższej energii, trzeba wyższego napięcia.

1. Repetytorium użytkowej elektroniki 2. Repetytorium użytkowej elektroniki - Oświetlenie LED pod szafkami 3. Repetytorium użytkowej elektroniki - Oświetlenie do piwnicy 4. Repetytorium użytkowej elektroniki - Sygnalizator zalania 5. Repetytorium użytkowej elektroniki - Zasilacz do układu audio 6. Repetytorium użytkowej elektroniki - Zasilacz warsztatowy 7. Jaką wkrętarkę wybrać? Na co zwrócić uwagę przy zakupie? 8. Rodzaje tranzystorów bipolarnych i unipolarnych 9. Jak podłączyć taśmy LED 10. Inteligentny dom - wszystko co powinieneś wiedzieć o systemach SMART HOME 11. Jak podłączyć prostownik do akumulatora (ładowanie) 12. Drukarki 3D - budowa i zasada działania 13. Jak prawidłowo zarobić kabel antenowy? 14. Jaki czujnik czadu wybrać i gdzie najlepiej zamontować? 15. Programowanie mikrokontrolerów - o czym należy wiedzieć na początek? 16. Oscyloskop cyfrowy - jaki wybrać? 17. Co to jest barometr i jak działa? 18. Jaki wykrywacz metali kupić? Na co zwracać uwagę przy wyborze? 19. Jak działa sieć 5G i jakie daje możliwości? 20. Diody LED - napięcie diod o różnych kolorach 21. Jaki kompresor samochodowy kupić? 22. Czujniki parkowania - jakie wybrać? 23. Jak ustawić antenę do odbioru naziemnej TV DVB-T? 24. Co to jest rezystor (opornik) i jak działa? 25. Jakie są typy i rodzaje bezpieczników? 26. Co to jest układ scalony i jak działa? 27. Jak zmierzyć napięcie akumulatora miernikiem? 28. Jak zarobić kabel sieciowy RJ-45? 29. Lutowanie - jak lutować kable poprawnie? 30. Arduino - co to jest i jak zacząć? 31. Raspberry pi - co to jest, do czego służy, jak zacząć? 32. Do czego służą kondensatory - zasada działania 33. Co to jest bezpiecznik i jak działa? 34. Jak dobrać i wymienić bezpiecznik? 35. Rodzaje kondensatorów, ich oznaczenia i budowa 36. Kalafonia - co to jest? do czego służy? jak używać? 37. Przewodniki prądu - co przewodzi prąd, a co nie? 38. Jaka latarka czołowa sprawdzi się najlepiej? 39. Jak działa płytka stykowa (prototypowa)? 40. Jakie ogniwa 18650 wybrać i gdzie kupić akumulatorki? 41. Jaki powerbank wybrać? Czym kierować się przy kupnie? 42. Raspberry Pi czy Arduino? Co wybrać? 43. Pierwsze Prawo Kirchhoffa - przepływ prądu w obwodzie elektrycznym 44. Rezonator kwarcowy - schemat, oznaczenia i zastosowanie 45. Drugie Prawo Kirchhoffa - bilans spadku napięć w zamkniętym obwodzie elektrycznym
Rozwiń cały spis treści Zwiń spis treści
Tematyka materiału: LED, dioda, diody elektroluminescencyjne
AUTOR
Udostępnij
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"