Жарық диодтарын қолдану және принципті талдау

2021-12-28

Жарық шығаратын диод (LED) - электр энергиясын тікелей жарық энергиясына түрлендіретін галий фосфиді (GaP) сияқты жартылай өткізгіш материалдардан жасалған жарық шығаратын дисплей құрылғысы. Ол арқылы белгілі бір ток өткенде, ол жарық шығарады.
Жарық шығаратын диодтар қарапайым диодтар сияқты PN құрылымынан жасалған және олардың бір бағытты өткізгіштігі де бар. Ол әртүрлі электронды схемаларда, тұрмыстық техникада, есептегіштерде және қуат көзін көрсету немесе деңгейді көрсету үшін басқа жабдықтарда кеңінен қолданылады.
(1) Жарық диодтары индикатор шамдары ретінде пайдаланылады. Жарық диодтарының типтік қолдану схемасы суретте көрсетілген. R – токты шектейтін резистор, ал I – жарық диод арқылы өтетін тура ток. Жарық диодтарының түтік кернеуінің төмендеуі әдетте қарапайым диодтарға қарағанда үлкенірек, шамамен 2 В және жарық диодтары қалыпты жұмыс істеуі үшін қуат көзінің кернеуі түтік кернеуінің төмендеуінен үлкен болуы керек.
Жарық диодтары айнымалы токтың қуат индикаторлық тізбектерінде қолданылады. VD1 – түзеткіш диод, VD2 – жарық шығаратын диод, R – токты шектейтін резистор, Т – қуат трансформаторы.
(2) Жарық шығаратын диодтар жарық шығаратын түтіктер ретінде пайдаланылады. Инфрақызыл қашықтан басқару құрылғыларында, инфрақызыл сымсыз құлаққаптарда, инфрақызыл дабылда және басқа схемаларда инфрақызыл жарық диодтары жарық шығаратын түтіктер ретінде пайдаланылады, VT - коммутаторлық модуляциялық транзистор, ал VD - инфрақызыл сәуле шығаратын диод. Сигнал көзі VD модуляцияланған инфрақызыл сәулені сыртқа шығаратындай етіп VT арқылы VD жетектейді және модуляциялайды.
Жарық диодтарының принципті талдауы
Бұл электр энергиясын жарық энергиясына түрлендіруге қабілетті жартылай өткізгіш диодтың бір түрі. Жарық шығаратын диод қарапайым екі полюсті жарықдиодты чиптің өңдеу түтігі сияқты PN түйісуінен тұрады, сонымен қатар ол бір бағытты өткізгіштікке ие. Жарық шығаратын диодқа тікелей кернеу берілгенде, P аймағынан N аймағына айдалған саңылаулар және N аймағынан P аймағына айдалған электрондар сәйкесінше N аймағындағы электрондармен және бос орындармен жанасады. PN түйісуінің бірнеше микрондарындағы P аймағында. Саңылаулар рекомбинацияланады және өздігінен флуоресценцияны шығарады. Әртүрлі жартылай өткізгіш материалдардағы электрондар мен тесіктердің энергетикалық күйлері әртүрлі. Электрондар мен саңылаулар қайта біріктірілгенде, бөлінген энергия біршама ерекшеленеді. Неғұрлым көп энергия бөлінсе, соғұрлым жарықтың толқын ұзындығы қысқа болады. Әдетте қызыл, жасыл немесе сары жарық шығаратын диодтар қолданылады. Жарық диодының кері бұзылу кернеуі 5 вольттан жоғары. Оның тура вольт-амперлік сипаттамалық қисығы өте тік және оны диод арқылы токты басқару үшін токты шектейтін резистормен қатар пайдалану керек. Токты шектейтін R кедергісін келесі формула бойынша есептеуге болады
R=(Eï¼ UF)/IF

Мұндағы E - қуат көзінің кернеуі, UF - жарық диодының тікелей кернеуінің төмендеуі, ал IF - жарық диодының қалыпты жұмыс тогы. Жарық шығаратын диодтың негізгі бөлігі P-типті жартылай өткізгіштен және N-типті жартылай өткізгіштен тұратын пластинка болып табылады. Р-типті жартылай өткізгіш пен N-типті жартылай өткізгіш арасында өтпелі қабат бар, оны PN өтуі деп атайды. Белгілі бір жартылай өткізгіш материалдардың PN түйісуінде инъекцияланған азшылықты тасымалдаушылар мен негізгі тасымалдаушылар рекомбинацияланған кезде артық энергия жарық түрінде шығарылады, осылайша электр энергиясын тікелей жарық энергиясына түрлендіреді. PN өткеліне кері кернеу қолданылғанда, азшылықты тасымалдаушыларды инъекциялау қиын, сондықтан ол жарық шығармайды. Инъекциялық электролюминесценция принципі бойынша жасалған диодтың бұл түрі жарық шығаратын диод деп аталады, әдетте жарықдиодты деп аталады. Оң жұмыс күйінде болғанда (яғни екі ұшына да оң кернеу беріледі), ток диодты анодтан катодқа өткенде, жартылай өткізгіш кристалы ультракүлгіннен инфрақызылға дейін әртүрлі түсті жарық шығарады және қарқындылығы жарықтың ағымымен байланысты.

Алдыңғы:Жарық диодтарын қалай қолдануға болады

Келесі:Жарық диодының принципіне қысқаша кіріспе