การทำงานของไดโอดเปล่งแสง (LED)

หลากสีไฟ LED

ไฟ LED หลากสีทำให้ภูมิประเทศสว่างขึ้น

ไดโอดเปล่งแสง-หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า LED มักถูกมองข้ามแต่เป็นส่วนประกอบที่สำคัญในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ พวกมันทำหน้าที่หลายอย่างในอุปกรณ์หลากหลายประเภท โดยจะสร้างตัวเลขบนจอแสดงผลดิจิตอล ถ่ายทอดข้อมูลจากรีโมทคอนโทรล ให้แสงสว่างแก่นาฬิกา และระบุสถานะการเปิดใช้งานของอุปกรณ์ เมื่อรวมกันแล้วอาจสร้างภาพบนหน้าจอโทรทัศน์ขนาดใหญ่หรือให้แสงสว่างแก่สัญญาณไฟจราจร

โดยพื้นฐานแล้ว

ไฟ LEDเป็นหลอดไฟเล็กๆ ที่รวมเข้ากับวงจรไฟฟ้าได้อย่างลงตัว ตรงกันข้ามกับหลอดไส้ตรงที่ไม่มีไส้หลอดที่อาจเสียหายได้ ใช้พลังงานน้อยกว่า และไม่ก่อให้เกิดความร้อนมากนัก พวกมันได้รับแสงจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เท่านั้น และมีอายุการใช้งานเทียบเท่ากับทรานซิสเตอร์ทั่วไป อายุการใช้งานของ LED นั้นยาวนานกว่าหลอดไส้ถึงหลายพันชั่วโมง ด้วยคุณประโยชน์เหล่านี้ ไฟ LED ขนาดเล็กจึงเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในการให้แสงสว่างแก่โทรทัศน์ LCD
 

ประสิทธิผล

LED มีประโยชน์หลายประการเมื่อเทียบกับหลอดไส้แบบเดิม โดยประโยชน์หลักคือประสิทธิภาพ หลอดไส้ผลิตแสงโดยกลไกที่สร้างความร้อนอย่างมาก โดยต้องให้ความร้อนแก่ไส้หลอดจึงจะเปล่งแสงสว่างได้ พลังงานนี้ถูกใช้ไปอย่างสุรุ่ยสุร่ายเว้นแต่จะใช้หลอดไฟเป็นตัวทำความร้อน เนื่องจากพลังงานไฟฟ้าส่วนสำคัญไม่ได้มีส่วนช่วยในการสร้างแสงที่มองเห็นได้ เมื่อเปรียบเทียบแล้ว LED จะให้ความร้อนน้อยกว่า สัดส่วนของพลังงานไฟฟ้าจะถูกนำไปใช้โดยตรงเพื่อการผลิตแสงมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นจึงลดการใช้พลังงานลงได้อย่างมาก
LED ให้กำลังลูเมนต่อวัตต์ที่มากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับหลอดไส้ทั่วไปไฟ LEDมีประสิทธิภาพการส่องสว่างที่เหนือกว่า ซึ่งบ่งชี้ถึงการแปลงพลังงานเป็นแสงที่มองเห็นได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าเมื่อเทียบกับหลอดไส้ หลอดไส้ขนาด 60 วัตต์ให้ความสว่างประมาณ 750-900 ลูเมน แต่หลอดไฟ LED อาจให้ความสว่างเทียบเท่ากับที่ต่ำกว่า 6-8 วัตต์ หลอดไฟ LED อาจใช้งานได้นานถึง 25,000 ชั่วโมง ในขณะที่หลอดไส้ขนาด 60 วัตต์โดยทั่วไปจะมีอายุการใช้งานเพียง 1,200 ชั่วโมงเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง หลอดไฟ LED หนึ่งหลอดอาจมีอายุการใช้งานเท่ากับหลอดไส้ 60 วัตต์ที่ใช้ติดต่อกัน 21 หลอด

ล่าสุด

LED มีราคาแพงมากสำหรับการใช้งานระบบแสงสว่างส่วนใหญ่ เนื่องจากการพึ่งพาวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ซับซ้อน ต้นทุนของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ลดลงหลัง-ปี 2000 ทำให้ LED เป็นโซลูชันระบบแสงสว่างที่ประหยัดกว่าสำหรับการใช้งานหลายๆ อย่าง แม้ว่าจะมีต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับหลอดไส้ (ประมาณ 5 ดอลลาร์ต่อ 1 ดอลลาร์) แต่ค่าใช้จ่ายระยะยาวที่ลดลงอาจทำให้ได้เปรียบในการซื้อมากขึ้น ธุรกิจจำนวนมากได้เริ่มจำหน่ายหลอดไฟ LEDมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้แข่งขันกับตัวเลือกหลอดไส้และคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ ซึ่งอ้างว่ามีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ความสว่างที่เหนือกว่า และการประหยัดพลังงานที่ยอดเยี่ยม