LED atau singkatan dari Light Emitting Diode adalah salah satu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mempu mengeluarkan cahaya. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi pada LED elektron menerjang sambungan P-N (Positif-Negatif). Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.
LED memiliki bentuk fisik seperti gambar berikut:
LED memiliki dua kaki yang terbuat dari sejenis kawat. Kawat yang panjang adalah anoda, sedangkan kawat yang pendek adalah katoda. Coba perhatikan bagian dalam LED, akan terlihat berbeda antara kiri dan kanannya. Yang ukurannya lebih besar adalah katoda, atau yang mempunyai panjang sisi atas yang lebih besar adalah katoda.
Anoda adalah elektroda, bisa berupa logam maupun penghantar listrik lainnya pada sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus mengalir ke dalamnya. Arus listrik mengalir berlawanan dengan arah pergerakan elektron.
Katoda merupakan kebalikan dari anoda. Katoda adalah elektroda dalam sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik mengalir keluar darinya.
Cara Kerja LED
Dalam hal ini LED akan menyala bila ada arus listrik mengalir dari anoda ke katoda. Pemasangan kutub LED tidak boleh terebalik karena apabila terbalik kutubnya maka LED tersebut tidak akan menyala. Led memiliki karakteristik berbeda-beda menurut warna yang dihasilkan. Semakin tinggi arus yang mengalir pada LED maka semakin terang pula cahaya yang dihasilkan, namun perlu diperhatikan bahwa besarnya arus yang diperbolehkan adalah 10mA-20mA dan pada tegangan 1,6V – 3,5 V menurut karakter warna yang dihasilkan. Apabila arus yang mengalir lebih dari 20mA maka LED akan terbakar. Untuk menjaga agar LED tidak terbakar perlu kita gunakan resistor sebagai penghambat arus.
Arah arus konvensional hanya dapat mengalir dari anoda ke katoda. Untuk pemasangan LED pada board mikrokontroller Anoda dihubungkan ke sumber tegangan dan katoda dihubungkan ke ground.
Di dalam LED terdapat sejumlah zat kimia yang kaan mengeluarkan cahaya jika elektron-elektron melewatinya. Dengan mengganti zat kimia ini (doping), kita dapat mengganti panjang gelombang cahaya yang dipancarkannya, seperti infra red, hijau/biru/merah, dan ultraviolet.
Klasifikasi tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:
Tegangan kerja / jatuh tegangan pada sebuah menurut warna yang dihasilkan:
- Infra merah : 1,6 V
- Merah : 1,8 V – 2,1 V
- Oranye : 2,2 V
- Kuning : 2,4 V
- Hijau : 2,6 V
- Biru : 3,0 V – 3,5 V
- Putih : 3,0 – 3,6 V
- Ultraviolet : 3,5 V
Keunggulan dari LED:
- LED memiliki efisiensi energi yang lebih tinggi dibandingkan dengan lampu lain, dimana LED lebih hemat energi 80 % sampai 90% dibandingkan lampu lain.
- LED memilki waktu penggunaan yang lebih lama hingga mencapai 100 ribu jam.
- LED memiliki tegangan operasi DC yang rendah.
- Cahaya keluaran dari LED bersifat dingin atau cool (tidak ada sinar UV atau energi panas).
- Ukurannya yang mini dan praktis
- Tersedia dalam berbagai warna
- Harga murah
Kelemahan dari LED
- Suhu lingkungan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan gangguan elektrik pada LED.
- Harga LED per lumen lebih tinggi dibandingkan dengan lampu lain.
- Intensitas cahaya (Lumen) yang dihasilkannya tergolong kecil.
Warna
|
Panjanggelombang [nm]
|
Material semikonduktor
|
|
Infrared
|
? > 760
|
Gallium arsenide (GaAs)Aluminium gallium arsenide (AlGaAs)
|
|
Red
|
610 < ? < 760
|
Aluminium gallium arsenide (AlGaAs)Gallium arsenide phosphide (GaAsP)Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)Gallium(III) phosphide (GaP)
|
|
Orange
|
590 < ? < 610
|
Gallium arsenide phosphide (GaAsP)Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)Gallium(III) phosphide (GaP)
|
|
Yellow
|
570 < ? < 590
|
Gallium arsenide phosphide (GaAsP)Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)Gallium(III) phosphide (GaP)
|
|
Green
|
500 < ? < 570
|
Indium gallium nitride (InGaN) / Gallium(III) nitride (GaN)Gallium(III) phosphide (GaP)Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)Aluminium gallium phosphide (AlGaP)
|
|
Blue
|
450 < ? < 500
|
Zinc selenide (ZnSe)Indium gallium nitride (InGaN)
|
|
Violet
|
400 < ? < 450
|
Indium gallium nitride (InGaN)
|
|
Purple
|
multiple types
|
Dual blue/red LEDs,
blue with red phosphor, or white with purple plastic |
|
Ultraviolet
|
? < 400
|
Diamond (235 nm) Boron nitride (215 nm) Aluminium nitride (AlN) (210 nm) Aluminium gallium nitride (AlGaN)Aluminium gallium indium nitride (AlGaInN) – (down to 210 nm)
|
|
Pink
|
multiple types
|
Blue with one or two phosphor layers:
yellow with red, orange or pink phosphor added afterwards, or white with pink pigment or dye. |
|
White
|
Broad spectrum
|
Blue/UV diode with yellow phosphor
|
Type
|
Colour
|
IF
max |
VF
typ |
VF
max |
VR
max |
Luminous
intensity |
Viewing
angle |
Wavelength
|
Standard
|
Red
|
30mA
|
1.7V
|
2.1V
|
5V
|
5mcd @ 10mA
|
60°
|
660nm
|
Standard
|
Bright red
|
30mA
|
2.0V
|
2.5V
|
5V
|
80mcd @ 10mA
|
60°
|
625nm
|
Standard
|
Yellow
|
30mA
|
2.1V
|
2.5V
|
5V
|
32mcd @ 10mA
|
60°
|
590nm
|
Standard
|
Green
|
25mA
|
2.2V
|
2.5V
|
5V
|
32mcd @ 10mA
|
60°
|
565nm
|
High intensity
|
Blue
|
30mA
|
4.5V
|
5.5V
|
5V
|
60mcd @ 20mA
|
50°
|
430nm
|
Super bright
|
Red
|
30mA
|
1.85V
|
2.5V
|
5V
|
500mcd @ 20mA
|
60°
|
660nm
|
Low current
|
Red
|
30mA
|
1.7V
|
2.0V
|
5V
|
5mcd @ 2mA
|
60°
|
625nm
|
IF max.
|
Arus maksimum LED
|
VF typ.
|
Tegangan bias maju LED, VL pada perhitungan resistor LED.
Sekitar 2V, kecuali intuk LED biru dan putih sekitar 4V
|
VF max.
|
Tegangan bias maju maksimal
|
VR max.
|
Tegangan bias mundur maksimal.
|
Luminous intensity
|
Intensitas Cahaya LED pada arus tertentu yang diberikan,
mcd = millicandela.
|
Viewing angle
|
LED standar mempunyai “viewing angle” 60°, dan yang lain sekitar 30°.
|
Wavelength
|
Panjang gelombang LED, yang menentukan warna LED.
nm = nanomeer.
|