발광 다이오드의 특성과 역사를 알아보자.

반도체 소자라고 하는 발광 다이오드는 순방향으로 전압을 가할때 발광 원리를 설명할 수 있다. LED라고 불리는 발광은 전계 발광 효과를 적용하고 있다. 이에 따라 수명이 기존 백열등보다 월등히 길다. 발광 다이오드의 특성이라고 할 수 있는 색상은 어떤 재료를 쓰냐에 따라 달라지며 자외선, 가시광선, 적외선 영역까지 개발 되었다.

발광 다이오드의 특성은 전기적 특성, 물리적 특성, 광학적 특성을 살펴볼 수 있다.

전기적 특성은 일반 다이오드와 동일한 극성을 포함하고 있으며 캐소드에 해당하는 음극에는 정전압을 보내 사용하게 된다. 전압이 낮게 흐르고 있을때 전압을 높게 올려도 전류가 흐르지 않아 발광이 작동되지 않는다. 일정 이상의 전압이 보내질때 전압이 상승하게 되고 전류가 빨리 흘러서 빛이 발생된다.

전류량에 따라 순방향 강하전압이라 부르기도 하는데 일반 다이오드와 발광 다이오드를 구별할 수 있는 용어이다. 발광색이 빨간색, 오렌지색, 노란색, 초록색을 나타날때는 2.1V로 측정되며 빨간빛을 내지 않을 때는 1.4V로 측정된다. Broad Spectrum 및 파란색은 3.5V를 나타내며 조명 용도에서는 수W단위를 통해 판매되고 있다.

일반적으로 소비전류를  표시할때 mA로 표시한다. 실리콘 다이오드는 역방향으로 전압을 가하는데 보통 5V 정도이다. 이 수치를 넘으면 소자가 무너지며 다른 용도로 사용해야 한다. 

물리적 특성은 대량생산이 가능한데 구조가 매우 간단하게 제조 되어서 전구처럼 필라멘트를 사용하지 않고 제조 할 수 있다. 진동에 특히 강하고 수명이 길고 크기가 작다. 소형으로 분류되지만 직접적으로 눈과 마주치면 건강에 해를 줄 수 있다.

광학적 특성은 불필요한 자외선, 적외선을 포함하지 않으면서 빛을 발생시킬 수 있다. 기존의 형광등, 백열등의 광원과는 차원이 다르다. 문화재 및 예술 작품에 사용될때 빛의 최대 세기를 이용한다. 이러한 발광 다이오드를 사용하려면 전류양에 대한 지식이 있어야 빛의 세기를 결정할 수 있다.

정격전류의 한계치를 넘게 되면 소자가 괴멸되어 수명이 단축되고 사용할 수 없는 상태가 될 수 있다. 소자 온도에 따라 정전압, 순방향 강하 전압이 선택되는데 전류량을 제어하려면 두가지중 사용법을 선택해야 한다. PN 접합을 구성하기 위한 빛의 파장은 소재의 띠틈에 관련이 있다. 발광 다이오드의 근적외선, 가시광선, 자외선에 사용될 수 있는 파장이 재료가 된다.

반도체의 구성요소인 규소, 게르마늄은 간접 천이형 으로 사용될 수 있는데 빛을 방출하기 위해선 재결합을 해야하며 노란색, 황녹색에 최적화 되어 있다. GaP계를 도핑하게 되면 불순물이 개입되어 더욱더 강력한 발광을 나타내게 된다.