Використання та принцип аналізу світлодіодів

2021-12-28

Світлодіод (LED) — це світловипромінюючий дисплей, виготовлений з напівпровідникових матеріалів, таких як фосфід галію (GaP), який може безпосередньо перетворювати електричну енергію в світлову. Коли через нього проходить певний струм, він випромінює світло.
Світлодіоди також виготовляються з PN-структури, як і звичайні діоди, і вони також мають односпрямовану провідність. Він широко використовується в різних електронних схемах, побутовій техніці, лічильниках та іншому обладнанні для індикації джерела живлення або індикації рівня.
(1) В якості індикаторних ламп використовуються світлодіоди. Типова схема застосування світлодіодів показана на малюнку. R - струмообмежуючий резистор, а I - прямий струм через світлодіод. Падіння напруги на трубці світлодіодів зазвичай більше, ніж у звичайних діодів, приблизно 2 В, а напруга джерела живлення має бути більше падіння напруги на трубці, щоб світловипромінюючі діоди працювали нормально.
У ланцюгах індикатора живлення змінного струму використовуються світлодіоди. VD1 — випрямний діод, VD2 — світлодіод, R — струмообмежуючий резистор, T — силовий трансформатор.
(2) Світлодіоди використовуються як світловипромінюючі трубки. В інфрачервоних пультах дистанційного керування, інфрачервоних бездротових навушниках, інфрачервоних сигналізаціях та інших схемах в якості світловипромінювальних трубок використовуються інфрачервоні світлодіоди, VT — перемикаючий модулюючий транзистор, а VD — інфрачервоний світлодіод. Джерело сигналу управляє та модулює VD через VT, так що VD випромінює модуловане інфрачервоне світло назовні.
Принциповий аналіз світлодіодів
Це тип напівпровідникового діода, який може перетворювати електричну енергію в світлову. Світлодіод складається з PN-переходу, подібно до трубки проявлення звичайного двополюсного світлодіодного чіпа, і він також має односпрямовану провідність. Коли до світловипромінювального діода подається пряма напруга, дірки, інжектовані з області P в область N, і електрони, інжектовані з області N в область P, контактують відповідно з електронами в області N і порожнечами. в області P в межах кількох мікрон від PN-переходу. Дірки рекомбінують і виробляють спонтанне випромінювання флуоресценції. Енергетичні стани електронів і дірок у різних напівпровідникових матеріалах різні. Коли електрони і дірки рекомбінують, енергія, що виділяється, дещо відрізняється. Чим більше енергії виділяється, тим коротша довжина хвилі випромінюваного світла. Зазвичай використовуються діоди, які випромінюють червоне, зелене або жовте світло. Напруга зворотного пробою світлодіода більше 5 вольт. Його пряма вольт-амперна характеристика є дуже крутою, і її потрібно використовувати послідовно з резистором, що обмежує струм, щоб контролювати струм через діод. Струмообмежувальний опір R можна розрахувати за такою формулою
R=(Eï¼ UF)/IF

Де E — напруга джерела живлення, UF — пряме падіння напруги світлодіода, а IF — нормальний робочий струм світлодіода. Основною частиною світлодіода є пластина, що складається з напівпровідника P-типу та напівпровідника N-типу. Між напівпровідником P-типу і напівпровідником N-типу є перехідний шар, який називається PN-переходом. У PN-переході деяких напівпровідникових матеріалів, коли інжектовані неосновні носії та основні носії рекомбінують, надлишок енергії вивільняється у вигляді світла, таким чином безпосередньо перетворюючи електричну енергію в світлову. При зворотній напрузі, прикладеній до PN-переходу, важко ввести неосновні носії, тому він не випромінює світло. Такий діод, виготовлений за принципом інжекційної електролюмінесценції, називається світлодіодом, широко відомим як світлодіод. Коли він знаходиться в позитивному робочому стані (тобто до обох кінців подається позитивна напруга), коли струм тече від анода світлодіода до катода, напівпровідниковий кристал випромінює світло різних кольорів від ультрафіолетового до інфрачервоного, а інтенсивність світла пов'язано зі струмом.

Попередній:Як користуватися світлодіодами

Далі:Коротке введення принципу світлодіода