Cine a inventat LED-urile?

Ce este un LED ?

Un LED (din engleză light-emitting diode, însemnând diodă emițătoare de lumină) este o diodă semiconductoare ce emite lumină la polarizarea directă a joncțiunii p-n. Efectul este o formă de electroluminescență.

Dar cine a inventat dioda? 

Diodele cu tub electronic si diodele semiconductoare au fost dezvoltate separat, in aproximativ acelasi timp, la inceputul anilor 1900, ca si detectoare de receptoare radio. Pana in anii 1950 diodele cu tub electronic erau mai mult utilizate in radiouri deoarece contactele-punct timpurii ale diodelor semiconductoare erau mai putin stabile si pentru ca majoritatea aparatelor aveau tuburi electronice pentru amplificare se stia cu usurinta ce fel de diode sunt incluse in tub.

In 1873, Frederick Guthrie a descoperit principiul de baza al operatiei diodelor cu tub electronic. Guthrie a descoperit ca un electroscop incarcat pozitiv putea fi descarcat prin aducerea cat mai aproape (dar nu sa atinga) a unei bucati de metal alb fierbinte, impamantat. Acelasi lucru nu se aplica unui electroscop incarcat negativ, indicand faptul ca fluxul de curent electric era posibil doar intr-o singura directie.

Thomas Edison a redescoperit pe cont propriu principiul pe 13 februarie 1880. La acea vreme, Edison investiga de ce filamentele becurilor sale aproape ardeau in intregime la capatul pozitiv. El avea un bulb special realizat cu o placa metalica sigilata in plicul de sticla. Folosind acest dispozitiv, Edison a confirmat ca un curent invizibil trecea din filamentul aprins prin tub spre placa de metal, dar numai cand placa era conectata la o sursa pozitiva. Edison a realizat un circuit in care becul sau modificat a inlocuit rezistorul intr-un voltmetru de curent continuu. A primit un patent pentru inventia sa in 1884.

Dupa aproximativ 20 de ani, John Ambrose Fleming a realizat ca efectul “Edison” putea fi folosit ca un detector radio de precizie. Fleming a patentat prima dioda cu tub electronic adevarata, “valva Fleming”, pe 16 noiembrie 1904 in Marea Britanie.

In anul 1874, savantul german Karl Ferdinand Brauna descoperit “conductia unilaterala” a cristalelor. Braun a patentat redresorul de cristale in anul 1899, iar in anii 1930, redresoarele de oxid de cupru si seleniu au fost dezvoltate pentru aplicatii de putere.

Cercetatorul indian Jagadish Chandra Bose a fost primul care a folosit un cristal pentru a detecta unde radio in anul 1894. Detectorul de cristale a fost dezvoltat intr-un dispozitiv practic pentru telegrafia wireless de catre Greenleaf Whittier Pickard, care a inventat un detector de cristale din siliciu in anul 1903 si a primit un brevet pentru acesta pe 20 noiembrie 1906.

Descoperirea electroluminescenței.

Electroluminescența a fost descoperită în anul 1907 de către H. J. Round, folosind un cristal de carbură de siliciu și un detector primitiv dintr-un metal semiconductor. Rusul Oleg Vladimirovich Losev a fost primul care a creat primul LED prin anii 1920. Cercetarea sa a făcut înconjurul lumii, însă nu s-a găsit nici o întrebuințare a acesteia timp de câteva decenii. În anul 1961, Bob Biar și Gary Pittman, au descoperit că aplicând curent unui aliaj din galiu si arsen, acesta emite o radiație infraroșie.

Primul LED cu emisie în spectrul vizibil (roșu) a fost realizat în anul 1962 de către Nick Holonyak,  când lucra la General Electric Company . Un fost student al acestuia, M. George Craford, a inventat primul LED de culoare galbenă și a îmbunătățit factorul de iluminare al Led-urilor roșu și roșu -portocaliu de circa zece ori în anul 1972. Până în 1968 LED-urile vizibile și cele infraroșii costau foarte mult, aproape 200 de dolari și nu puteau fi folosite doar la aplicații minore. Prima corporație care a trecut la fabricarea LED-urilor pe scară largă a fost Monsato Corporation, realizând în 1968 LED-uri pentru indicare. Acestea au fost preluat de către compania Hewlett Packard și integrate în primele calculatoare alfanumerice. Primele LED-uri comercializate pe scară largă au fost folosite pentru înlocuirea indicatoarelor incandescente, întâi la echipamentele scumpe ca cele de laborator și de teste, apoi, mai târziu, la televizoare, radiouri, telefoane, calculatoare, chiar și ceasuri. Aceste LED-uri roșii nu puteau fi folosite decât pentru indicare deoarece emisia de lumină nu era suficientă pentru iluminarea unei suprafețe. În decursul anilor s-au descoperit și alte culori ale LED-urilor, cu capacități mai mari de iluminare. Primul LED cu capacitate mare de iluminare a fost realizat de cercetătorul Shuji Nakamura în anul 1993 dintr-un aliaj de InGaN. Acesta a fost premiat în anul 2006 cu Milennium Technology Prize pentru invenția sa.

In anul 2008, cel mai puternic LED comercializat aparținea firmei sud-coreene Seoul Semiconductor. Un singur LED din seria Z-Power P7 atinge performanța de 900 Lumen la 10 Watt, deci o eficiența de 90 lm/W, echivalând cu un bec obișnuit de 75W.

La 12 mai 2010, firma Nexxus Lighting a prezentat cea mai puternica lampă LED de uz casnic disponibilă pe piață, cu o eficiență de 50 Lumen/Watt.  Luminozitatea lămpii Array LED PAR38 este comparabilă cu cea a unui bec obișnuit/standard de 75 Watt atingând 985 Lumen la un consum de numai 18-20 Watt, fiind în același timp și variabilă.

La 12 aprilie 2010, firma Toshiba a prezentat prototipul celei mai puternice lămpi LED de uz casnic și industrial, cu o eficiență de 120 Lumen/Watt.. Luminozitatea lămpii led este comparabilă cu cea a unui bec obișnuit/standard de 100 Watt, atingând 1690 Lumen.

La 18 decembrie 2012, firma Cree a prezentat Lampa LED XLamp MK-R cu o eficiență de 200 Lumen/Watt si cu o dimensiune de 7 x 7 mm.. Luminozitatea lămpii led este comparabilă cu cea a unui bec incandescent de 120 Watt, atingând 1769 Lumen la 15 W și 85°C.

La 5 martie 2013, firma Cree a prezentat Lampa LED de uz casnic cu o eficiență de 84 Lumen/Watt, consum 9 - 9,5 Watt, preț sub 10$ în varianta de 40W și fasung standard E27. Luminozitatea lămpii led este comparabilă cu cea a unui bec incandescent de 60 Watt, atingând până la 800 Lumen, fiind și variabilă ( în combinație cu un variator de tensiune).