LED(発光ダイオード)とは

発光ダイオードの画像

LED(発光ダイオード)とは電流を光に変える半導体です。一般に光は熱源や、蛍光体に電子が衝突したときに発生します。LED(発光ダイオード)の光は 電流が光に変化し半導体の外部へ飛び出したものとかんがえられます。しかし全ての電流が光になって放出されるわけではありません。残った電流はアノードへ流れ LED(発光ダイオード)自身の消費電力になってしまいます。

ですからLED(発光ダイオード)と言えど過大な電流を流すと発熱します。 最近注目を浴びてるLED電球は放熱の工夫がなされています。

LED電球はLED(発光ダイオード)を直列に5、6個接続し、交流を直流に変換して定電流で駆動しているのが一般的です。

*参考 LEDの定電流駆動についてはこちら---->定電流ダイオード

LED(発光ダイオード)の光は使われる材料によってさまざまな色の光をだします。光の3原色であるR(赤)、G(緑)、B(青)の光を発生するLED(発光ダイオード)が 開発され念願の白色光も実現できるようになりました。(光の3原色はR、G、Bが同等の光量なら白色に見えます。)

****現在市場に出回っているLED電球は必ずしも3原色の方法ばかりではありません。これについてはこのページでは割愛させていただきます。****

LED(発光ダイオード)の原理

LEDの模式図

LED(発光ダイオード)の基本的な構造は一般のダイオードと変わらないPN接合の構造をしています。違いは半導体を構成する材料にあります。

一般のダイオード はSi(シリコン)に1種類の元素を加えたものが使われますが、LED(発光ダイオード)は2種類以上の元素が加えられたものが使われます。一般的にはGa(ガリウム)を主体に As(砒素)、P(リン)、Al(アルミニウム)等が用いられます。これらの2種類以上の元素が添加された半導体を化合物半導体と呼びます。

この化合物半導体のPN接合に順方向電圧を印加すると一般のダイオードと同じようにN型半導体からは電子がP型半導体へ、P型半導体からは正孔がN型半導体へ拡散 して行き、それぞれの領域で電子と正孔は再結合します。このとき一部のエネルギーは光となって半導体の外部に放出されます。

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