itthon > hírek > Ipari hírek

A fénykibocsátó diódák használata és elvi elemzése

2021-12-28

A fénykibocsátó dióda (LED) félvezető anyagokból, például gallium-foszfidból (GaP) készült fénykibocsátó kijelzőeszköz, amely közvetlenül képes az elektromos energiát fényenergiává alakítani. Ha egy bizonyos áram áthalad rajta, fényt bocsát ki.
A fénykibocsátó diódák is PN szerkezetből készülnek, mint a hagyományos diódák, és egyirányú vezetőképességük is van. Széles körben használják különféle elektronikus áramkörökben, háztartási készülékekben, mérőórákban és egyéb berendezésekben a tápellátás vagy a szint jelzésére.
(1) Jelzőlámpaként fénykibocsátó diódákat használnak. A fénykibocsátó diódák jellemző alkalmazási áramköre az ábrán látható. R az áramkorlátozó ellenállás, I pedig a fénykibocsátó diódán átmenő előremenő áram. A fénykibocsátó diódák csőfeszültségesése általában nagyobb, mint a hagyományos diódáké, körülbelül 2 V, és a tápfeszültségnek nagyobbnak kell lennie, mint a cső feszültségesése, hogy a fénykibocsátó diódák normálisan működjenek.
Fénykibocsátó diódákat használnak a váltakozó áramú feszültségjelző áramkörökben. A VD1 egyenirányító dióda, a VD2 egy fénykibocsátó dióda, az R egy áramkorlátozó ellenállás, a T pedig egy teljesítménytranszformátor.
(2) Fénykibocsátó csőként fénykibocsátó diódákat használnak. Az infravörös távirányítókban, infravörös vezeték nélküli fejhallgatókban, infravörös riasztókban és egyéb áramkörökben az infravörös fénykibocsátó diódákat fénykibocsátó csőként, a VT egy kapcsolómoduláló tranzisztor, a VD pedig egy infravörös fénykibocsátó dióda. A jelforrás meghajtja és modulálja a VD-t a VT-n keresztül, így a VD modulált infravörös fényt bocsát ki kifelé.
Fénykibocsátó diódák elvi elemzése
Ez egy olyan félvezető dióda, amely képes az elektromos energiát fényenergiává alakítani. A fénykibocsátó dióda egy PN átmenetből áll, mint a hagyományos kétpólusú LED chip előhívó csöve, és egyirányú vezetőképességgel is rendelkezik. Ha a fénykibocsátó diódára előremenő feszültséget kapcsolunk, a P területről az N területre injektált lyukak és az N területről a P területre injektált elektronok rendre érintkeznek az N területen lévő elektronokkal és az üregekkel. a P területen a PN csomóponttól néhány mikronon belül. A lyukak rekombinálódnak és spontán emissziós fluoreszcenciát hoznak létre. A különböző félvezető anyagokban lévő elektronok és lyukak energiaállapota eltérő. Az elektronok és a lyukak rekombinációja során a felszabaduló energia némileg eltérő. Minél több energia szabadul fel, annál rövidebb a kibocsátott fény hullámhossza. Általában olyan diódákat használnak, amelyek vörös, zöld vagy sárga fényt bocsátanak ki. A fénykibocsátó dióda fordított áttörési feszültsége nagyobb, mint 5 volt. Előre irányuló volt-amper jelleggörbéje nagyon meredek, és sorosan kell használni egy áramkorlátozó ellenállással a diódán átmenő áram szabályozásához. Az R áramkorlátozó ellenállás a következő képlettel számítható ki
R=(Eï¼ UF)/IF

Ahol E a tápfeszültség, az UF a LED előremenő feszültségesése, az IF pedig a LED normál üzemi árama. A fénykibocsátó dióda magrésze egy P-típusú félvezetőből és egy N-típusú félvezetőből álló lapka. A P típusú félvezető és az N típusú félvezető között van egy átmeneti réteg, amelyet PN átmenetnek nevezünk. Egyes félvezető anyagok PN csomópontjában a beinjektált kisebbségi hordozók és a többségi hordozók rekombinációja során a felesleges energia fény formájában szabadul fel, ezáltal az elektromos energiát közvetlenül fényenergiává alakítva. A PN átmenetre fordított feszültséggel nehéz kisebbségi hordozókat injektálni, ezért nem bocsát ki fényt. Az ilyen típusú, injekciós elektrolumineszcencia elven készült diódát fénykibocsátó diódának, közismert nevén LED-nek nevezik. Amikor pozitív üzemállapotban van (vagyis pozitív feszültség van mindkét végén), amikor az áram a LED-anódról a katódra folyik, a félvezető kristály különböző színű fényt bocsát ki az ultraibolya sugárzástól az infravörösig, és az intenzitás a fény az áramhoz kapcsolódik.

Előző:A fénykibocsátó diódák használata

Következő:A fénykibocsátó dióda elvének rövid bemutatása