Lysdiode

Billede af laveffekt-lysdioder. Den lilla tonede lysdiode er en infrarød lysdiode.

Et eksempel højeffekt-lysdiode, som kan tåle op til 3W med den rette køling. Udover at lysdiode-chippen skal kunne tåle høj effekt, skal chippen også have en god varmekobling med den underliggende varmeledende metalplade, som igen skal kobles på en køleplade og/eller heat-spreader.

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 bølgelængdeinterval i et af følgende områder: Infrarødt (NIR, 2006: Fra ca. 7µm), synligt eller nær-ultraviolet (2018: ned til 245nm) lys. ^[1]

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.

Lysdioder til synligt lys kan lyse i alle regnbuens farver,^[2]^[3]^[4]^[5] og de vinder indpas flere og flere steder, hvor man tidligere brugte små glødelamper, fordi den anvendte halvleder-teknik byder på nogle fordele:

Lysdiodens energiforbrug er mindre end for en tilsvarende glødelampe, der afgiver samme mængde lysenergi.
Der er kun en mindre termisk slitage på en standard laveffekt-lysdiode (op til ca. 60mW), der lyser. Et 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%.^[6] Som det kan aflæses, vil modulet ved 120 °C have en middellevetid på under 1500 timer. Ved 60 °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".

Ydermere er lysdioden mekanisk robust, så den kan tåle rystelser, uanset om den er tændt eller slukket. En tændt glødelampe kan ikke tåle så mange rystelser.

^ roithner-laser.com: Deep UV LEDs, MID-IR LEDs (hovedadresse)
^ I ruden med "Wavelength" kan det ses at elektronikforhandleren Digikey i 2018 forhandlede lysdioder med bølgelængder fra 295nm til 770nm med spring på under 31nm (når suppleret med marktechopto lysdiode på 507nm) (synligt lys er mellem 390nm-700nm): digikey.dk: infrared-uv-visible-emitters
^ En typisk lysdiode dækker ca. +-20 nm ved ca. -70% af max. lys (se kurve): marktechopto.com: Visible Red Emitter Product No: MTE7000N2-R
^ Dækker fra 450nm til 700nm (max 35 nm spring): marktechopto.com: Visible Emitters
^ Dækker fra 720nm til 770nm (max 30 nm spring): marktechopto.com: Infrared LED Emitters
^ hueyjann.tw: HPR20D-19K10xWx(REV D)

[1] roithner-laser.com: Deep UV LEDs, MID-IR LEDs (hovedadresse)

[2] I ruden med "Wavelength" kan det ses at elektronikforhandleren Digikey i 2018 forhandlede lysdioder med bølgelængder fra 295nm til 770nm med spring på under 31nm (når suppleret med marktechopto lysdiode på 507nm) (synligt lys er mellem 390nm-700nm): digikey.dk: infrared-uv-visible-emitters

[3] En typisk lysdiode dækker ca. +-20 nm ved ca. -70% af max. lys (se kurve): marktechopto.com: Visible Red Emitter Product No: MTE7000N2-R

[4] Dækker fra 450nm til 700nm (max 35 nm spring): marktechopto.com: Visible Emitters

[5] Dækker fra 720nm til 770nm (max 30 nm spring): marktechopto.com: Infrared LED Emitters

[6] ueyjann.tw: HPR20D-19K10xWx(REV D)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]