Hur producerar LED ljus? Enkelt förklarat

Infografik: Hur producerar lysdioder ljus?

En LED producerar ljus genom att elektroner i ett halvledarchip hoppar från en högre till en lägre energinivå och då avger energi i form av ljus. Detta kallas elektroluminescens. Det finns ingen glödtråd som behöver värmas upp, så nästan all energi blir ljus i stället för värme.

LED-komponent på ett kretskort — En LED är en halvledare som avger ljus när ström går igenom den.

LED-chipet: en halvledare med två skikt

Ett LED-chip består av två skikt halvledarmaterial. Det ena skiktet har ett överskott av elektroner (n-skikt), det andra ett underskott (p-skikt). Vid gränsen mellan skikten, den så kallade pn-övergången, möts elektroner och ”hål” så snart ström flyter. Vid detta möte frigörs energi som en ljuspartikel: en foton.

Varför har en LED en färg?

Ljusets färg beror på chipets material. Vissa material ger rött ljus och andra blått ljus. Ett LED-chip ger alltså i sig en enda färg.

Hur uppstår vitt LED-ljus?

För vitt ljus använder tillverkarna nästan alltid ett blått LED-chip täckt av ett gult fosforskikt. En del av det blå ljuset omvandlas av fosforn till gult ljus, och tillsammans uppfattar ögat det som vitt. Genom att variera fosforns sammansättning får man:

varmvitt (ca 2700–3000 K),
neutralvitt (ca 4000 K),
kallvitt eller dagsljus (ca 5000–6500 K).

Typer av LED-chip: SMD och COB

I LED-lampor och LED-strips används olika chiptyper. SMD-LED är separata chip på ett kretskort, till exempel 2835 eller 5050. Vid COB (Chip on Board) sitter väldigt många små chip tätt intill varandra, vilket ger en jämn ljuslinje eller ljusyta.

Varför blir en LED ändå varm?

En LED omvandlar en stor del av strömmen till ljus, men inte allt. Restvärmen uppstår på chipets baksida och leds bort via en kylfläns. Bra kylning är därför viktigt för en LED:s livslängd.