[LED 조명 공부 6] LED의 발광원리?

 

LED는 무엇일까, Light Emitting Diode, 발광다이오드?

LED는 Light Emitting Diode의 약자로 발광다이오드라고 합니다.

즉 전류를 흘려 보내면 빛이 나는 반도체라고 간단히 정의할 수 있을 것 같습니다.

지금 우리 주변에는 LED를 이용하여 빛을 내는 것들이 무수히 많이 있습니다.

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제가 LED공부를 해보도록 동기를 준 LED전등을 비롯해서 휴대폰 액정 백라이트, 신호등, 도로표시판도 심심치 않게 볼 수 있고, 자동차의 방향지시등, 전조등 등에도 LED가 장착되어 있습니다. 그리고, 다리나 공원, 분수 등을 화려하게 만들어 주는 조면장치들도 LED가 사용되고 있고, 가로등에도 LED가 사용되고 있습니다.

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LED를 발광다이오드라고 부르는데, 그렇다면 다이오드(DIODE)는 무엇을 말하는 것일까요?

 

다이오드는 전류를 한 방향으로만 흐르게 하는 반도체 부품이라고 합니다.

위의 사진을 보시면 쉽게 이해가 가능합니다.

전류는 전자의 반대 방향으로만 흐를 수 있도록 해 둔 것이 다이오드라고 합니다.

그리고 이렇게 전류가 흐를 때 우리 눈으로 볼 수 있는 가시광선을 만들어 방출하는 다이오드를 발광다이오드라고 하고, LED라고 우리에게 익숙한 약어로 불리고 있습니다.

 

LED는 어떤 원리로 빛을 만들어 낼 수 있을까?

 

LED가 우리가 눈으로 볼 수 있는 가시광선을 만들어 내는 발광다이오드라는 것은 알았습니다.

그렇다면 LED가 빛을 만들어 내는 원리는 무엇인지 알아보겠습니다.

LED는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합하여 만들게 되는데, 이때 전압을 주게 되면 P형과 N형 반도체의 접합부에서 전자와 정공이 결합하여 전기에너지를 생성하게 되고, 이 전기 에너지가 빛으로 나타나게 되는 원리라고 합니다.

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조금 생소하고 어려운 것 같기도 한데요, 그래서 자세한 것은 없는지 또 공부 했습니다.

위에서 이야기한 것처럼 LED는 P형 반도체와 N형 반도체를 서로 결합하여 만들게 되는데요, P형 반도체에는 전자로 채워져 있다고 생각하시면되고, N형 반도체는 정공으로 채워져 있다고 생각하시면 됩니다.

그리고 전류는 P 형 반도체에서 N형 반도체 방향으로 흐르고, N형 반도체 쪽으로 전압이 가해져서 전자가 N형 반도체에서 P형 반도체 방향으로 이동한다고 보시면 됩니다.

 

물이 높은데서 낮은데로 흐르듯이 전자도 전압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 것이라고 생각하시면 되겠습니다.

이렇게 전압에 따라 N형 반도체에서 P형반도체로 전자가 흐르고, 반대로 전류의 흐름에 따라 P형 반도체에서 N형 반도체로 전공이 이동하면서 전자와 전공이 결합하여 전기에너지가 생성되고 이 전자에너지가 빛으로 나타나게 되는 것이랍니다.

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말로는 어려운 것 같지만 알고 보면 원리는 그리 어려운 것은 아닌 것 같습니다.

이런 원리로 지금도 LED전등이 방안을 가득 환하게 비추고 있으니 참 간단하면서도 과학적인 생활을 하고 있는 것이 아닌가 생각해 봅니다.

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그리고 직접 집안의 전등을 LED로 바꿨다는 뿌듯함도 있습니다.

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