LEDライトの仕組みとは
LEDは、ライトや電飾看板などに良く使われています。このLEDの仕組みとしては、LEDライトは他の一般的なダイオードと同じように極性を持っており、カソードに対し、アノードに正電圧を与えることによって光が出る仕組みとなっています。LEDは電圧が低い間は電圧を上げていってもほとんど電流が増えずに、発光することもありません。しかし、一定の電圧を越えると、電圧上昇に対する電流の増え方が急激なものになり、電流量に応じてLEDは光を発するようになります。一般的なダイオードと比較すると、LEDライトは順方向降下電圧が高く、赤外1.4V、赤色・橙色・黄色・緑色2.1V、白色・青色3.5Vとなっており、紫外線LEDは最もvfが高く、4.5V~6Vの電圧が必要となります。
現在普及しつつあるLEDライトは、半導体のpn接合と呼ばれる構造で製作されています。LEDライトが光を発するのは、電子の持つエネルギーを直接、光エネルギーに変換することで行われるためです。LEDライトは、電極から半導体に流れてきた電子と正孔は違ったエネルギー帯を流れ、PN接合部付近で禁制帯を越えて再度結合します。この再結合の際にほぼ禁制帯幅に相当するエネルギーが光子として放出されるのがLEDの発光の仕組みです。
LEDライトは一般的に消費電流が少なく、電飾看板などにも利用されています。LEDライトが発光する時の消費電流は、電飾看板や表示灯での用途では数mA~50mA程度でしかありませんが、LEDライトでも照明用途のライトでは消費電力が数W単位の大電力のLEDライトも市販されていて、中には駆動電流が1Aを越えるようなLEDライトもあります。
LEDライトに逆方向の電圧をかけた場合の耐電圧は、シリコンダイオードより低く、通常はマイナス5V程度でしかありません。この電圧を超えるとLEDライトは破損してしまうので、整流用途には使用することはできません。