Светодиод или светоизлучающий диод (СД, СИД, LED англ. Light-emitting diode) - полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком участке спектра, его цветовые характеристики зависят от химического состава использованного в СИД полупроводника.

Первое упоминание об излучении света твердотелым диодом, было сделанное британским экспериментатором Генри Раундом (Henry Round) в 1907 г. Он случайно заметил, что у работающего детектора вокруг точечного контакта возникает свечение. Серьезно же этим физическим явлением заинтересовался и попытался найти ему практическое применение Олег Владимирович Лосев. В 1922 г. во время своих ночных радиовахт он обнаружил свечение кристаллического детектора. Стремясь получить устойчивую генерацию кристалла, он пропускал через точечный контакт диодного детектора ток батарейки. В 1951 г. в США был создан центр по разработке "полупроводниковых лампочек", действующих на основе "эффекта Лосева". И лишь спустя десять лет, в 1961 г. Роберт Байард и Гари Питтман открыли и запатентовали технологию инфракрасного светодиода. Годом позднее, в 1962 г. Ник Холоньяк (Nick Holonyak), работник компании General Electric, создал первый в мире практически применимый, работающий в световом диапазоне, красный светодиод. Хотя он испускал тусклый свет и имел низкуюэнергоэффективность, технология оказалась перспективной и стала быстро развиваться. В 1972 г., бывший ученик Ника Холоньяка - Джордж Крафорд, изобрел первый в мире желтый светодиод и улучшил яркость красных и красно-оранжевых светодиодов в 10 раз. В начале 70-х годов появились зеленые светодиоды. Они использовались в наручных часах, калькуляторах, электронных приборах, в светофорах и световых указателях. Эффективность светодиодов по световому потоку постоянно увеличивалась, и к 1990 г. световой поток красных, желтых и зеленых светодиодов достиг значения 1 люмен (лм).

В 1993 г. Суджи Накамура (Shuji Nakamura), инженер, работающий в компании Nichia, создал первый синий светодиод высокой яркости. Так как красный, синий и зеленый являются тремя главными составляющими света, теперь с помощью светодиодов можно было получить любой цвет освещения, включая белый.

В 1996 г. появились белые люминофорные светодиоды - светодиоды, объединяющие синий или ультрафиолетовый светодиод с люминофорным покрытием.

В XXI в. светодиоды постепенно заменяют лампы накаливания там, где требуется окрашенный свет. Уже в начале века уровень светового потока светодиодов достиг 100 лм и выше.

Характеристики: Светодиод - низковольтный прибор. Вольт-амперная характеристика сведодиодов в прямом направлении нелинейна. Диод начинает проводить ток начиная с некоторого порогового напряжения. Это напряжение позволяет достаточно точно определить материал полупроводника. КПД светодиодов в основном колеблется 30 до 50 %. Потребление энергии в 8 раз меньше, чем у ламп накаливания. Срок службы - в 80 раз дольше (почти 50 тысяч часов). Обычный светодиод, применяемый для индикации, потребляет от 2 до 4 В постоянного напряжения при токе до 50 мА. Светодиод, который используется для освещения, потребляет такое же напряжение, но ток выше - от нескольких сотен мА до 1 А в проекте. В светодиодном модуле отдельные светодиоды могут быть включены последовательно и суммарное напряжение оказывается более высоким (обычно 12 или 24 В). При подключении светодиода необходимо соблюдать полярность, иначе прибор может выйти из строя. Напряжение пробоя указывается изготовителем и обычно составляет более 5 В для одного светодиода. Яркость светодиода характеризуется световым потоком и осевой силой света, а также диаграммой направленности. Существующие светодиоды разных конструкций излучают в телесном угле от 4 до 140 градусов. Цвет, как обычно, определяется координатами цветности и цветовой температурой, а также длиной волны излучения. Для сравнения эффективности светодиодов между собой и с другими источниками света используется светоотдача: величина светового потока на один ватт электрической мощности. Также интересной маркетинговой характеристикой оказывается цена одного люмена.
Состав и принцип работы: Светодиод состоит  из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Обычные светодиоды изготавливаются из различных неорганических полупроводниковых материалов.
Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода, то есть контакта двух полупроводников с разными типами проводимости. Для этого приконтактные слои полупроводникового кристалла легируют разными примесями: по одну сторону акцепторными, по другую - донорскими.

Но не всякий p-n-переход излучает свет, так как ширина запрещенной зоны в активной области светодиода должна быть близка к энергии квантов света видимого диапазона и вероятность излучения при рекомбинации электронно-дырочных пар должна быть высокой, для чего полупроводниковый кристалл должен содержать мало дефектов, из-за которых рекомбинация происходит без излучения. Эти условия в той или иной степени противоречат друг другу.

Реально, чтобы соблюсти оба условия, одного р-п-перехода в кристалле оказывается недостаточно, и приходится изготавливать многослойные полупроводниковые структуры, так называемые гетероструктуры, за изучение которых российский физик академик Жорес Алферов получил Нобелевскую премию 2000 г.



Используемые источники
1. innokor.ru.
2. wikipedia.org.
3. arkonltd.ru.
4. efo.ru.
5. radiodetali.ru.
6. elgrad.net.
7. autoreview.ru.