Apa itu LED dan cara kerjanya?

LED (Light-Emitting Diode) adalah sumber cahaya semikonduktor yang memancarkan cahaya ketika terdapat arus mengalir melaluinya. Sama seperti namanya, LED memang masih tergolong jenis dioda, tetapi LED adalah jenis dioda yang fungsi utamanya untuk dapat memancarkan cahaya.

LED adalah semikonduktor yang didoping sehingga menghasilkan sambungan p-n. Pada saat LED diberi arus, elektron dari tipe-n bergabung kembali dengan hole yang ada di tipe-p sehingga memancarkan cahaya dalam prosesnya. LED memungkinkan arus mengalir ke arah depan dan memblokir arus ke arah sebaliknya.

Berdasarkan bahan semikonduktor yang digunakan dan jumlah doping, LED akan memancarkan cahaya berwarna pada panjang gelombang spektral tertentu ketika dibias maju. Oleh karena itu, agar cahaya yang dipancarkan dapat terlihat maka LED dienkapsulasi dengan penutup transparan sehingga cahaya yang dipancarkan dapat terlihat.

Baca Juga: Dioda: Pengertian, Fungsi, Jenis, Cara Kerja, Rangkaian, dan Cara Mengukur

Cara Kerja LED (Light-Emitting Diode)

Bagaimana LED dapat memancarkan cahaya? Jadi, cahaya adalah salah satu bentuk energi yang dapat dilepaskan oleh atom. Cahaya terdiri dari banyak paket kecil seperti partikel yang memiliki energi dan momentum tetapi tidak memiliki massa. Partikel-partikel ini, yang disebut foton, yaitu unit paling dasar dari cahaya.

(Sumber gambar: www.circuitbread.com)

Foton dilepaskan sebagai akibat dari elektron yang bergerak. Dalam atom, elektron bergerak dalam orbital di sekitar inti atom atau nukleus (nucleus). Elektron dalam orbital yang berbeda memiliki jumlah energi yang berbeda. Secara umum, elektron dengan energi yang lebih besar bergerak dalam orbital yang lebih jauh dari nukleus (inti atom).

Agar elektron dapat melompat dari orbital yang lebih rendah ke orbital yang lebih tinggi, harus ada sesuatu yang meningkatkan tingkat energinya. Sebaliknya, elektron melepaskan energi ketika turun dari orbital yang lebih tinggi ke orbital yang lebih rendah. Energi ini dilepaskan dalam bentuk foton. Penurunan energi yang lebih besar melepaskan foton berenergi lebih tinggi, yang ditandai dengan frekuensi yang lebih tinggi.

Elektron yang bebas bergerak melintasi dioda dan jatuh ke dalam hole kosong dari lapisan tipe-P. Ini melibatkan penurunan dari pita konduksi ke orbital yang lebih rendah, sehingga elektron melepaskan energi dalam bentuk foton. Ini terjadi di semua dioda, tetapi Anda hanya dapat melihat foton ketika dioda terdiri dari bahan tertentu.

Energi dilepaskan dalam bentuk foton pada rekombinasi. Dalam dioda standar, energi dilepaskan dalam bentuk panas. Namun, dalam dioda pemancar cahaya atau LED, energi dilepaskan dalam bentuk foton. Fenomena ini biasa disebut sebagai electroluminescence.

Apa itu electroluminescence? Jadi, electroluminescence adalah fenomena optik, dan fenomena listrik di mana bahan memancarkan cahaya sebagai respons terhadap arus listrik yang melewatinya. Ketika tegangan maju meningkat, intensitas cahaya meningkat dan mencapai maksimum.

Baca Juga: Pengertian Layar LED dan Cara Kerjanya

Bagaimana LED Dapat Memiliki Warna?

Apabila Anda memperhatikan, LED memiliki banyak varian warna. Warna pada LED tersebut ditentukan oleh bahan yang digunakan dalam elemen semikonduktor. Dua bahan utama yang digunakan dalam LED adalah paduan aluminium gallium indium phosphide dan paduan indium gallium nitrida.

Paduan aluminium digunakan untuk mendapatkan cahaya merah, oranye dan kuning, dan paduan indium digunakan untuk mendapatkan cahaya hijau, biru dan putih. Dengan sedikit perubahan dalam komposisi paduan, ini akan mengubah warna cahaya yang dipancarkan.

Pengertian LED Light Emitting Diode Cara Kerja – Apakah kalian tau apa itu Pengertian LED? Mungkin bagi kalian yang sama sekali belum mengetahui atau baru masuk kejurusan ini.

Tanpa kalian sadari, bahwasannya teknologi LED ini sudah kallian rasakan dalam kehidupan sehari-hari.

Disini kami akan membahas mengenai teknologi LED. Simak baik-baik.

Pengertian LED (Light Emitting Diode)

LED (Light Emitting Diode) adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberi tegangan maju.

LED masih dalam keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor.

Warna-warna cahaya yang dipancarkan oleh LED ini tergantung dengan jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya.

LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata. Seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV atau Remote Control pada perangkat elektronnik lainnya.

Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika.

Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.

Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Baca Juga : Pengertian Sel Surya, Prinsip Kerja, Struktur dan Jenis-jenisnya

Sejarah Teknologi Lampu LED

Awal mula sejarah penemuan teknologi LED ini dari seorang yang bernama Henry Joseph Raound pada tahun 1907. Ia menemukan bahan anorganik yang dapat menyala ketika dialirkan dengan arus listrik.

Pada tahun 1921, seorang ilmuan fisika rusia yang bernama Oleg Lossew yang menemukan putaran efek pada emisi cahaya.

Hingga tahun 1947 ia bisa menjelaskan perihal penemuan dan mempraktekkannya.

Pada tahun 1951, dikembangkan sebuah transistor dalam semikonduktor.

Pada tahun 1962, Nick Holonyak mengembangkan luminescence merah pada dioda tipe GaAsP. Pada tahun inilah merupakan awal lahirnya teknologi LED.

Pada tahun 1971, lampu LED dikembangkan dengan beragam warna seperti orange, hijau, dan kuning. Selain itu kinerja dari LED ini semakin maju.

Pada tahun1993, ilmuan jepang menemukan LED yang mengeluarkan cahaya biru dengan spektrum hijau (InGan Diode).

Pada tahun 1995, LED yang berwarna putih dibuat.

Setelah itu teknologi LED semakin hari semakin maju dengan pengaplikasian untuk berbagai kebutuhan.

Dan hingga saat ini LED sudah menjadi sebuah kebutuhan hidup.

Fungsi (LED) Light Emitting Diode

Adapun dengan fungsi LED ini sangat banyak, terutama dalam perangkat elektronik yang kita gunakan sehari-hari. Bahkan bukan hanya dalam dunia elektronik saja.

Lampu LED bisa digunakan untuk berbagai keperluan yang memerlukan LED sebagai komponennya.

Berikut ini fungsi-fungsi LED yang jika kita hubungkan dengan kehidupan sehari-hari, contohnya :

1. Teknologi LED sudah banyak digunakan untuk layar monitor komputer atau televisi.
2. LED berfungsi sebagai sensor infrared pada remote TV, remote AC, dan remot-remot lainnya. Bahkan smartphone juga memasang LED ini untuk fitur infrared-nya.
3. LED juga digunakan pada kendaraan bermotor sebagai lampu sen, atau lainnya.
4. LED digunakan untuk lampu indikator atau petunjuk dalam rangkaian elektronika dengan ragam warnanya.
5. Dan masih banyak lagi penggunaan LED dalam kehidupan sehari-hari.

Cara Kerja (LED) Light Emitting Diode

LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari semikonduktor. Cara kerjanya hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub, yaitu Kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N).

LED hanya akan memancarkan cahaya, apabila dialiri tegangan maju (Bias Forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan Junction P dan N.

Apa maksudnya? Yang dimaksud adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (Impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelilstrikan yang diinginkan.

Ketika LED dialiri tegangan maju atau Bias Forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K).

Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang), yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material).

Saat Elektrom berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

LED (Light Emitting Diode) yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.

Baca Juga : Pengertian Modulasi, Jenis-jenis Modulasi Beserta Fungsi dan Tujuannya

Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)

Jika kalian mempelajari tentang elektronika terkhusus dengan LED, kita perlu mengenali terlebih dahulu dari komponen LED pada rangkaian elektronika.

Karena LED ini memiliki simbol yang khas dan mudah kita kenali.

Berikut ini gambar bentuk dan simbol LED :

officialtollfree.com

bilabil.com

Warna dan Jenis Light Emitting Diode (LED)

Warna LED (Light Emitting Diode) ini memiliki berbagai macam, berdasarkan semikonduktornya. Dan yang ada saat ini, biasa digunakan diantaranya:

1. Warna Merah
2. Warna Hijau
3. Warna Biru
4. Warna Kuning
5. Warna Jingga
6. warna infrared

Warna-warna diatas berbeda berdasarkan bahan panjang gelombangnya (wavelengt) dan senyawa semikonduktor yang digunakannya.

Berikut ini adalah bahan dan senyawa semikonduktor yang digunakan untuk menghasilkan warna-warna tersebut :

BahanWavelenghtWarnaGallium Indium Nitride (GainN)450nmPutihSilicon Carbide (SiC)430-505nmBiruAllumunium Gallium Phosphide (AlGaP)550-570nmHijauGallium Arsenide Phosphide Nitride (GaAsP:N)585-595nmKuningGallium Arsenide Phosphide Nitride (GaAsP)605-620nmJinggaGallium Arsenide Phosphide Nitride (GaAsP)630-660nmMerahGallium Arsenide (GaAs)850-940nmInfra merah

Mengetahui Polaritas pada Lampu LED

Cara melihat molaritas pada lampu LED yang terdapat pada terminal Anoda (+) dan Katoda (–).

Yaitu dengan mengetahui ciri-ciri dari kedua terminal itu ciri-cirinya sebagai berikut:

Ciri-ciri pada terminal Anoda (+):

1. memiliki kaki yang lebih panjang,
2. lead frame yang kecil.

Ciri-ciri pada terminal Katoda (–):

1. memiliki kaki yang pendek,
2. lead frame yang besar,
3. posisinya terletak di sisi flat.

Kelebihan dan Kekurangan LED

Kelebihan Lampu LED

1. Lampu yang menggunakan teknologi LED lebih hemat energi,
2. Lebih aman,
3. Awat atau tahan lama dibandingkan jenis lampu lain,
4. Tidak memancarkan panas, sehingga faktor ini yang menjadikan lampu ini hemat energi,
5. Lebih terang.

Kekurangan Lampu LED

1. Harga lampu LED terbilang mahal daripada lampu lainnya,
2. Penggunaan lampu LED ini belum menyeluruh ke berbagai daerah.

Baca Juga : Pengertian Photodiode (Foto Dioda) dan Prinsip Kerja Photodiode

Tegangan Maju (Forward Bias) pada Lampu LED

Setiap warna LED perlu dialiri tegangan maju (Forward Bias) supaya menghasilkan cahaya dengan warna yang diinginkan.

Tegangan maju juga memerlukan sebuah resistor sebagai pembatas arus dan tegangan, supaya tidak ada kerusakan pada LED.

Selain itu, LED yang dipasang resistor karena Forward Bias nya termasuk kedalam golongan tegangan rendah.

Berikut ini tabel warna LED dan tegangan maju (Forward Bias) :

Warna LEDTegangan Maju @20mAPutih4,0VBiru3,6VHijau3,5VKuning2,2VJingga2,0VMerah1,8VInfra Merah1,2V

Manfaat Lampu LED dalam Kehidupan Sehari-hari

Banyak sekali kegunaan dan manfaat lampu LED bagi kehidupan kita sehari-hari.

Kegunaan dan manfaat LED dalam kehidupan sehari-hari yang sering tidak kita sadari dan sudah tidak asing lagi.

Benda-benda yang mengadaptasi teknologi LED diantaranya adalah :

• Lampu penerangan rumah.
• Lampu penerangan jalan.
• Papan Iklan.
• Backlight LCD ( TV, Display handphone, Monitor).
• Lampu dekorasi baik interior maupun eksterior.
• Lampu Indikator

Adapun dengan manfaat dari lampu LED dibandingkan dengan lampu Bohlam, diantaranya ialah :

• Hemat tenaga
• Memiliki ukuran yang lebih kecil
• Tahan lama
• Tidak panas
• Cahaya putih yang lebih terang

Demikianlah penjelasan mengenai Pengertian LED Light Emitting Diode dan Cara Kerja, Simbol, Fungsi dan Manfaatnya.

Semoga dengan adanya artikel pengertian LED ini dapat menambah wawasan kita semua. Semoga dapat Bermanfaat.

Jelaskan apa itu LED dan cara kerjanya?

Apa yang anda ketahui tentang LED?

Bagaimana proses munculnya cahaya pada LED?

LED termasuk dalam teknologi apa?