Kodu > Uudised > Tööstusuudised

Valgusdioodide kasutamine ja põhimõtteline analüüs

2021-12-28

Valgusdiood (LED) on pooljuhtmaterjalidest, näiteks galliumfosfiidist (GaP) valmistatud valgust kiirgav kuvaseade, mis suudab elektrienergia otse valgusenergiaks muundada. Kui seda läbib teatud vool, kiirgab see valgust.
Valgusdioodid on samuti valmistatud PN struktuurist nagu tavalised dioodid ja neil on ka ühesuunaline juhtivus. Seda kasutatakse laialdaselt erinevates elektroonilistes vooluringides, kodumasinates, arvestites ja muudes seadmetes toiteallika või taseme näitamiseks.
(1) Indikaatorlampidena kasutatakse valgusdioode. Valgusdioodide tüüpiline rakendusskeem on näidatud joonisel. R on voolu piirav takisti ja I on valgusdioodi läbiv pärivool. Valgusdioodide toru pingelang on üldiselt suurem kui tavalistel dioodidel, umbes 2V, ja toitepinge peab olema suurem kui toru pingelang, et valgusdioodid normaalselt töötaksid.
Vahelduvvoolu indikaatori ahelates kasutatakse valgusdioode. VD1 on alaldiood, VD2 on valgusdiood, R on voolu piirav takisti ja T on jõutrafo.
(2) Valgustoruna kasutatakse valgusdioode. Infrapuna kaugjuhtimispultides, infrapuna juhtmeta kõrvaklappides, infrapuna alarmides ja muudes vooluringides kasutatakse valgustoruna infrapuna valgusdioode, VT on lüliti moduleeriv transistor ja VD infrapuna valgusdiood. Signaaliallikas juhib ja moduleerib VD-d läbi VT, nii et VD kiirgab moduleeritud infrapunavalgust väljapoole.
Valgusdioodide põhimõtteline analüüs
See on teatud tüüpi pooljuhtdiood, mis suudab elektrienergia muundada valgusenergiaks. Valgusdiood koosneb PN-ristmikust, nagu tavalise kahepooluselise LED-kiibi arendustoru, ja sellel on ka ühesuunaline juhtivus. Kui valgusdioodile suunatakse päripinge, on P-piirkonnast N-alasse sisestatud augud ja N-piirkonnast P-alasse süstitud elektronid vastavalt kontaktis N-piirkonna elektronidega ja tühimike. P-piirkonnas mõne mikroni kaugusel PN-ristmusest. Augud rekombineeruvad ja tekitavad spontaanse emissiooni fluorestsentsi. Erinevate pooljuhtmaterjalide elektronide ja aukude energiaseisundid on erinevad. Kui elektronid ja augud rekombineeruvad, on vabanev energia mõnevõrra erinev. Mida rohkem energiat vabaneb, seda lühem on kiiratava valguse lainepikkus. Tavaliselt kasutatakse dioode, mis kiirgavad punast, rohelist või kollast valgust. Valgusdioodi tagasilöögipinge on suurem kui 5 volti. Selle edasisuunaline volt-ampri tunnuskõver on väga järsk ja seda tuleb dioodi kaudu läbiva voolu juhtimiseks kasutada järjestikku voolu piirava takistiga. Voolu piiravat takistust R saab arvutada järgmise valemiga
R = (Eï¼ UF)/IF

Kus E on toitepinge, UF on LED-i päripinge langus ja IF on LED-i tavaline töövool. Valgusdioodi südamikuosa on plaat, mis koosneb P-tüüpi pooljuhist ja N-tüüpi pooljuhist. P-tüüpi pooljuhi ja N-tüüpi pooljuhi vahel on üleminekukiht, mida nimetatakse PN-siirneks. Teatud pooljuhtmaterjalide PN-ristmikus, kui süstitud vähemuskandjad ja enamuskandjad rekombineeruvad, vabaneb liigne energia valguse kujul, muutes seeläbi elektrienergia otse valgusenergiaks. PN-siirdele rakendatud pöördpingega on vähemuskandjaid raske sisestada, mistõttu see ei kiirga valgust. Sellist elektroluminestsentsi süstimise põhimõttel valmistatud dioodi nimetatakse valgusdioodiks, üldtuntud kui LED. Kui pooljuhtkristall on positiivses tööolekus (st mõlemale otsale rakendatakse positiivset pinget), kiirgab pooljuhtkristall erinevat värvi valgust ultraviolettkiirgusest infrapunani, kui vool liigub LED-anoodilt katoodile. valgus on seotud vooluga.

Eelmine:Kuidas kasutada valgusdioode

Edasi:Valgusdioodi põhimõtte lühitutvustus