Използването и принципния анализ на светодиодите

2021-12-28

Светлинният диод (LED) е устройство за излъчване на светлина, изработено от полупроводникови материали като галиев фосфид (GaP), което може директно да преобразува електрическата енергия в светлинна енергия. Когато през него преминава определен ток, той ще излъчва светлина.
Светлинните диоди също са направени от PN структура като обикновените диоди и също имат еднопосочна проводимост. Той се използва широко в различни електронни схеми, домакински уреди, измервателни уреди и друго оборудване за индикация на захранване или индикация на ниво.
(1) Като индикаторни лампи се използват светодиоди. Типичната схема за приложение на светодиодите е показана на фигурата. R е токоограничаващият резистор, а I е предния ток през светодиода. Спадът на напрежението в тръбата на светодиодите обикновено е по-голям от този на обикновените диоди, около 2V, а захранващото напрежение трябва да бъде по-голямо от спада на напрежението на тръбата, за да работят нормално светодиодите.
Светлинните диоди се използват във веригите на индикатора за променлив ток. VD1 е изправителен диод, VD2 е светодиод, R е токоограничаващ резистор, а T е силовият трансформатор.
(2) Като светлоизлъчващи тръби се използват светодиоди. В инфрачервени дистанционни контролери, инфрачервени безжични слушалки, инфрачервени аларми и други вериги, инфрачервените диоди се използват като светлинни тръби, VT е превключващ модулиращ транзистор, а VD е инфрачервен диод, излъчващ светлина. Източникът на сигнала задвижва и модулира VD през VT, така че VD излъчва модулирана инфрачервена светлина навън.
Принципен анализ на светодиодите
Това е вид полупроводников диод, който може да преобразува електрическата енергия в светлинна енергия. Светлинният диод се състои от PN преход като развиващата тръба на обикновения двуполюсен LED чип и също има еднопосочна проводимост. Когато към светодиода се приложи право напрежение, дупките, инжектирани от зоната P към зоната N, и електроните, инжектирани от зоната N към зоната P, са съответно в контакт с електроните в зоната N и празнините в P зоната в рамките на няколко микрона от PN връзката. Дупките рекомбинират и произвеждат спонтанна емисионна флуоресценция. Енергийните състояния на електроните и дупките в различните полупроводникови материали са различни. Когато електроните и дупките се рекомбинират, освободената енергия е малко по-различна. Колкото повече енергия се отделя, толкова по-къса е дължината на вълната на излъчваната светлина. Обикновено се използват диоди, които излъчват червена, зелена или жълта светлина. Обратното пробивно напрежение на светодиода е по-голямо от 5 волта. Неговата предна волт-амперна характеристика е много стръмна и трябва да се използва последователно с токоограничаващ резистор, за да контролира тока през диода. Токоограничаващото съпротивление R може да се изчисли по следната формула
R=(Eï¼ UF)/IF

Където E е напрежението на захранването, UF е падането на напрежението напред на светодиода, а IF е нормалният работен ток на светодиода. Основната част на светоизлъчващия диод е пластина, съставена от полупроводник от P-тип и полупроводник от N-тип. Между P-тип полупроводник и N-тип полупроводник има преходен слой, който се нарича PN преход. В PN връзката на някои полупроводникови материали, когато инжектираните миноритарни носители и мнозинството носители се рекомбинират, излишната енергия се освобождава под формата на светлина, като по този начин директно преобразува електрическата енергия в светлинна енергия. С обратно напрежение, приложено към PN прехода, е трудно да се инжектират малцинствени носители, така че не излъчва светлина. Този вид диод, направен по принцип на инжекционна електролуминесценция, се нарича светлинен диод, известен като LED. Когато е в положително работно състояние (тоест, положително напрежение се прилага към двата края), когато токът протича от анода на LED към катода, полупроводниковият кристал излъчва светлина с различни цветове от ултравиолетова до инфрачервена, а интензитетът на светлината е свързано с тока.

Предишен:Как да използвате диоди, излъчващи светлина

Следващия:Кратко представяне на принципа на излъчващия светлина диод