[부품] 발광 다이오드 (LED : Light Emitting Diode)

* 이미지 출처 : 한국기술교육대학교 온라인평생 교육원 전자회로 기본 I

 LED는 발광 다이오드로 순방향으로 바이어스 되었을 경우 전기 에너지가 빛으로 방출되는 소자이다. LED는 순방향 바이어스가 되어 전자가 정공과 재결할할 때 마다 광자가 방출되는 현상을 이용하여 빛을 내는 구조이다.

 LED는 갈륨비소(GaAs), 갈륨비소인화물(GaAsP) 또는 갈륨인화물(GaP)를 사용하여 광자가 방출되는 현상을 극대화한 PN 접합 다이오드이다. 이 화합물에 따라 여러가지 색상이 있고 여러가지 모양의 형태가 있다.

                         

 LED는 색상에 따라 순방향 바이어스 전압이 다르며 위에 설명했듯이 불순물과 그 양에 따라 색상이 다르며 나오는 파장 또한 다르다.

 LED는 다른 반도체와 같이 반영구적이지만 실제로는 잘 망가지기도 한다. 이는 사용하는 온도 및 구동 전압 등의 영향으로 수명이 단축된다.

 LED는 주변에 흔하게 많이 접하는데 예전에는 상태를 표시하는 등에 많이 사용했으나 최근 들어서는 조명에 많이 사용된다. 각 가정에 전등, 도로의 신호등 등에도 사용되는데 생각보다 망가진 경우를 많이 볼 수 있다.

 이는 LED는 빛을 내는 소자로 밝은 빛을 내려면 많은 전류를 흘려야 하고 이로 인해 열도 많이 발생을 하게 되는데 가격 경쟁력을 위해 방열 구조나 회로 구조를 간단하게 가져갈시 누적되는 열에 의해 수명이 단축되어 고장이 많이 나게 되는 경우가 허다하다.

 사실 LED는 순방향으로 전류를 많이 흘릴 수록 빛과 열이 많이 나게 되는데 이 전류를 최소로 흘리면서 방열에 신경쓰면 수명은 반영구가 된다. 그러나 실상 가정에 사용되는 싸구려 조명 같은 것은 저렴하게 가격을 맞추어야 하기 때문에 간단한 컨버터를 사용하여 정류만 간단히 하여 직렬로 여러개의 LED를 연결한 구조로 많이 만들어진다. 사용되는 PCB 또한 매우 저렴한 것을 사용하기 때문에 방열이 잘 안되는 구조인 경우가 많고 조립 또한 허술한 경우가 많다. 

 어쩌다 보니 LED 조명에 대해 말을 하게 되었는데 계속 이야기를 이어가자면 LED 조명의 가격이 차이나는 것은 대부분 앞서 말했듯이 컨버터 회로 및 PCB 그리고 LED가 내구성이 좋은지가 다르기 때문에 현실적으로 사용하면 차이가 없더라도 수명에서의 차이가 크다고 생각하면 된다. 물론 뽑기 잘하면 싸구려도 오래간다. 앞서 설명했듯이 220V를 정류해 직렬 연결을 한 것이므로 사실 LED는 가정용 전기의 주파수와 동일하게 60Hz로 깜빡이고 있고 직렬로 연결을 했기 때문에 1개만 나가도 절반 혹은 전체가 다 동작을 못하게 된다. 만약 LED 등이 망가졌다면 뜯어서 확인해보면 망가진 LED가 보일테고 이를 교체하면 다시 사용이 가능하다.