Domov > Správy > Správy z priemyslu

Použitie a analýza princípu svetelných diód

2021-12-28

Svetelná dióda (LED) je zobrazovacie zariadenie vyžarujúce svetlo vyrobené z polovodičových materiálov, ako je fosfid gália (GaP), ktoré dokáže priamo premieňať elektrickú energiu na svetelnú energiu. Keď ním prechádza určitý prúd, vyžaruje svetlo.
Svetelné diódy sú tiež vyrobené z PN štruktúry ako bežné diódy a majú tiež jednosmernú vodivosť. Je široko používaný v rôznych elektronických obvodoch, domácich spotrebičoch, meračoch a iných zariadeniach na indikáciu napájania alebo indikáciu hladiny.
(1) Svetelné diódy sa používajú ako kontrolky. Typický aplikačný obvod svetelných diód je znázornený na obrázku. R je odpor obmedzujúci prúd a I je dopredný prúd cez diódu vyžarujúcu svetlo. Pokles napätia na trubici diód vyžarujúcich svetlo je vo všeobecnosti väčší ako u bežných diód, asi 2 V, a napätie napájacieho zdroja musí byť väčšie ako pokles napätia na trubici, aby diódy vyžarujúce svetlo fungovali normálne.
Svetelné diódy sa používajú v obvodoch indikátora striedavého prúdu. VD1 je usmerňovacia dióda, VD2 je dióda vyžarujúca svetlo, R je odpor obmedzujúci prúd a T je výkonový transformátor.
(2) Svetelné diódy sa používajú ako elektrónky vyžarujúce svetlo. V infračervených diaľkových ovládačoch, infračervených bezdrôtových slúchadlách, infračervených alarmoch a iných obvodoch sa ako elektrónky vyžarujúce svetlo používajú diódy vyžarujúce infračervené svetlo, VT je tranzistor modulujúci spínač a VD je dióda vyžarujúca infračervené svetlo. Zdroj signálu poháňa a moduluje VD cez VT, takže VD vyžaruje modulované infračervené svetlo smerom von.
Princípová analýza svetelných diód
Ide o typ polovodičovej diódy, ktorá dokáže premieňať elektrickú energiu na svetelnú energiu. Svetelná dióda sa skladá z PN prechodu ako vývojová trubica bežného dvojpólového LED čipu a má tiež jednosmernú vodivosť. Keď sa na diódu vyžarujúcu svetlo aplikuje priame napätie, otvory vstreknuté z oblasti P do oblasti N a elektróny vstreknuté z oblasti N do oblasti P sú v tomto poradí v kontakte s elektrónmi v oblasti N a dutinami. v oblasti P do niekoľkých mikrónov od PN prechodu. Otvory sa rekombinujú a vytvárajú spontánnu emisnú fluorescenciu. Energetické stavy elektrónov a dier v rôznych polovodičových materiáloch sú rôzne. Keď sa elektróny a diery rekombinujú, uvoľnená energia je trochu odlišná. Čím viac energie sa uvoľní, tým kratšia je vlnová dĺžka vyžarovaného svetla. Bežne používané sú diódy, ktoré vyžarujú červené, zelené alebo žlté svetlo. Spätné prierazné napätie diódy vyžarujúcej svetlo je väčšie ako 5 voltov. Jeho charakteristická krivka volt-ampér vpred je veľmi strmá a musí sa použiť v sérii s odporom obmedzujúcim prúd na riadenie prúdu cez diódu. Odpor obmedzujúci prúd R možno vypočítať podľa nasledujúceho vzorca
R = (Eï¼ UF)/IF

Kde E je napájacie napätie, UF je dopredný pokles napätia LED a IF je normálny prevádzkový prúd LED. Jadrom svetelnej diódy je doštička zložená z polovodiča typu P a polovodiča typu N. Medzi polovodičom typu P a polovodičom typu N je prechodová vrstva, ktorá sa nazýva PN prechod. V PN prechode určitých polovodičových materiálov, keď sa injektované menšinové nosiče a väčšinové nosiče rekombinujú, sa prebytočná energia uvoľní vo forme svetla, čím sa elektrická energia priamo premieňa na svetelnú energiu. Pri spätnom napätí aplikovanom na PN prechod je ťažké injektovať menšinové nosiče, takže nevyžaruje svetlo. Tento druh diódy vyrobený na princípe vstrekovacej elektroluminiscencie sa nazýva dióda vyžarujúca svetlo, bežne známa ako LED. Keď je v kladnom pracovnom stave (to znamená, že na oba konce je privedené kladné napätie), keď prúd tečie z anódy LED na katódu, polovodičový kryštál vyžaruje svetlo rôznych farieb od ultrafialového po infračervené a intenzita svetla súvisí s prúdom.

Predchádzajúce:Ako používať svetelné diódy

Ďalšie:Stručné predstavenie princípu svetelnej diódy