Светодиод на схеме

Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра. Диапазон излучения светодиода во многом зависит от химического состава использованных полупроводников. Не все полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета GaN до среднего инфракрасного диапазона PbS. Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников например, кремния , германия или карбида кремния , свет практически не излучают. Впрочем, в связи с развитием кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светодиодов на основе кремния.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Все методы определения полярности у светодиодов
• Устройства индикации со светодиодами
• Обозначение разных типов диодов на схеме
• СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ СВЕТОДИОДА
• Диоды и их разновидности
• Как обозначется диод и светодиод на схеме
• Буквенное и графическое обозначение светодиода на схеме

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ПРОСТЕЙШИЙ РАСЧЕТ РЕЗИСТОРА ДЛЯ СВЕТОДИОДА

Все методы определения полярности у светодиодов

Технические характеристики LED-лампы определяются тремя параметрами: прямым напряжением; номинальным рабочим током; номинальной мощностью. Если установка осуществляется своими руками, важно знать, как подключить светодиод к бытовой сети, драйверу или другому источнику питания.

Светодиод — кристалл, дополненный добавками, которые излучают свет в процессе прохождения электротока. Свечение появляется, если на анод подается положительный вольтажа, на катод — отрицательный. Распиновка светодиода — это определение функций контактов. Они обозначены вместе с предназначением на микросхемах и в таблицах. Если лед-лампочка сверхяркая, на ее корпусе или контактах имеется маркировка.

Катод — это всегда ножка на широком основании. Существует всего 2 схемы подключения светодиодов:. Если подключить чипы через резистор, вольтаж стабилизируется до уровня, который превышает снижение на светодиоде.

При использовании второго варианта сила электротока стабильная, поэтому резистор не нужен, подключить источник света можно параллельно, последовательно или по смешанной схеме. Перед расчетом важно определить работоспособность и параметры диодов.

При правильном подключении светодиодов электроток течет в верном направлении, лампочка светится.

Если подключить контакты на оборот, свечения нет, возможен выход LED-лампочки из строя. Для предотвращения перед созданием схемы обязательно следует определить полярность. При использовании для тестирования NPN исправный источник света будет работать, если плюс и минус поменять местами. Если лампочка новая, плюсовой контакт всегда длиннее. Некоторые производители помечают минусовой контакт срезом на корпусе или точкой. В подобной ситуации может помочь осмотр кристалла.

У плюса внутри линзы контакт меньших размеров, минус внешне похож на флажок. Для проверки подходит источник тока на В простая батарейка или аккумулятор.

К одному контакту припаивается резистор на — Ом. Если коснуться анодом плюса, а катодом минуса, исправный диод светится. В ремонтных мастерских лучшими источниками питания считают батарейки из настенных часов или плат компьютеров на 3 вольта если электроток до 30 мА. Их на короткое время вставляют между ножками резистор не нужен.

Плюс и минус определяются по свечению. Ограничительный резистор нужен при подключении светодиодов к источнику напряжения. Его следует последовательно подключить в цепь. Предназначение — ограничить проходящий через диод электроток. Если резистор, соответствующий рассчитанному значению, подобрать не получается, нужно взять деталь с большим номиналом.

Блок питания — это прибор, который понижает напряжение. Он бывает трансформаторный или импульсный. Трансформаторный блок питания не способен создать стабильный электроток, при котором LED-лампы работают. В сети должен быть ограничивающий резистор. Но его нельзя считать эффективным при скачках напряжения греется. Драйвер — импульсный блок питания, стабилизирующий ток.

У него нет выходного напряжения, есть выходная мощность и выходной электроток. Если к схеме подключить исправный драйвер, выдается исключительно тот ток, на который прибор рассчитан. Но это не совсем блок питания, дополненный резистором. В драйвере его заменяет схема, способная подстраиваться под скачки значений вольтажа.

Количество светодиодов, которые возможно подключить, ограничивается мощностью драйвера. Резистор в схеме не нужен. Лучший вариант для того, чтобы без резистора подключить светодиоды — драйвер. Он не позволяет лед-лампам взять больше ампер, чем им нужно для свечения.

К импульсным блокам питания относятся батарейки мобильных телефонов и аккумуляторы автомобилей, блоки компьютеров, нетбуков, ноутбуков, зарядчики с USB.

Если устройство низковольтное, к нему можно подключить светодиод своими руками, сэкономив на покупке драйвера. Если вольт много, нужно подключить регулируемый стабилизатор.

Подключение светодиода возможно только к постоянному электротоку. У каждого источника света этого типа есть инструкция по подключению. Если она затерялась, по производителю можно найти данные в сети интернет и узнать, как правильно подключить конкретные лампочки. Если схема работает, нужно измерить электроток и потребление энергии.

При слишком большом значении тока требуется коррекция. Если подключить LED-лампочки параллельно, напряжение на всех равное, общая сила тока — сумма токов лед-ламп. Их характеристики отличаются даже если они принадлежат к одной партии.

Это значит, что при параллельном подключении каждому диоду требуется отдельное сопротивление. Подобные схемы используются редко из-за двух недостатков: большого количества элементов и роста нагрузки при выгорании одной лампочки.

Несколько диодов возможно подключить и последовательно катод одного припаять к аноду другого. Они должны быть одинаковые, блок питания выбирается с мощностью, соответствующей сумме мощности лампочек. Ток на все лампочки подается одинаковый, напряжение состоит из суммы падения на каждом диоде. То есть, количество лампочек, которые возможно подключить, ограничено показателями падения напряжения падение — напряжение, которое использовано для свечения.

От недостатков можно избавиться, если применять смешанное подключение. Диоды делятся на последовательно соединенные группы, которые соединяются параллельно. Многих интересует, как подключить светодиод сети В. Подобное возможно, если ток источника света до 20 мА, напряжение не падает более, чем на вольта. Если применить формулу расчета драйвера, получается, что сопротивление должно быть 30 кОм.

В схему включения светодиода обязательно включение дополнительного диода, защищающего от пробоев в ситуациях, когда на выходах светильника возникнет амплитудное напряжение. Недостаток подобной схемы — большие потери энергии из-за выделения тепла. Более эффективно другое соединение, в которое кроме диода включается конденсатор. Он обеспечивает падение напряжение до требуемого уровня. Обе схемы упрощенные. Чаще всего они не нужны, так как в большинство светодиодов встроен драйвер, преобразующий В в постоянный вольтаж в пределах В.

Без драйвера к электросети возможно подключить светодиодные ленты В, состоящие из и элементов, укомплектованных выпрямителем. То же самое относится к большим СОВ-диодам, в которых 60 лед-кристаллов соединены последовательно.

Китайцы начали выпускать модули, укомплектованные стабилизатором устанавливается на подложку. Подключение светодиода возможно через резистор к сети или к блоку питания драйверу с постоянным током. Первый вариант подходит для лент и больших диодов. Для подключения к драйверу лучше использовать смешанную схему, если диодов больше и.

Лучшими производителями лед-чипов считаются Osram, Philips, Wolta. Пользователи положительно отзываются о лампочках отечественного производства Navigator, Lisma, Gauss, X-Flash. Из китайских производителей можно отметить изделия Camelion. При покупке важно учесть, что дешевые источники света лед могут обладать меньшей мощностью, чем указывает производитель. Неизвестные китайские компании экономят стабилизаторах и системах отвода тепла, качестве сборки. На рынке много подделок, только внешне похожих на продукцию популярных производителей.

Перед созданием схемы желательно проверить характеристики мультиметром. При наличии минимального опыта работы и свободного времени с паяльником можно сделать фонарик, настольную лампу, подсветку для аквариума или растений, гирлянды, элементы декора интерьера, подарки. Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев. Самые распространенные чипы с напряжением 3, 6, и 12 вольт. Содержание 1 Распиновка светодиода 2 Схема подключения 3 Как определить полярность диода 3.

Как выбрать и установить безопасный светильник для бани в парилку. Добавить комментарий. Нажмите, чтобы отменить ответ. Задать вопрос эксперту. В ближайшее время мы опубликуем информацию.

Устройства индикации со светодиодами

Сразу оговорюсь, что статья будет посвящена не только как обозначается светодиод на схеме, но и диодов как таковых, ввиду того, что они являются прародителями LED. Издревле электроника строилась на электровакуумных приборах и именно оттуда телевизионные лампы носили названия как: диоды, триоды, пентоды и т. Название диодов построено по количеству электродов ножек прибора — диоды два , триод три и т. Главное свойство любого диода — характеристика проводимости. Обозначение диода на схеме позволяет определить направление тока. Движение тока всегда будет совпадать со стрелкой на Условно-Графическом Обозначении.

В данной статье рассмотрим каким образом обозначается светодиод на схеме. Различные обозначения на схеме как светодиодов.

Обозначение разных типов диодов на схеме

Порой возникает необходимость в подключении обычного, маломощного светодиода к переменному, сетевому напряжению вольт в роли светового индикатора. Казалось бы нет ничего проще, чем взять и поставить последовательно светодиоду обычный резистор, который бы ограничивал силу тока в данной цепи. Но не все так просто. В этой статье давайте с вами рассмотрим наиболее распространенные варианты такого подключения, после чего можно будет выбрать наиболее лучшую схему с учетом имеющихся достоинств и недостатков. Итак, первым вариантом все же будет схема, где последовательно к светодиоду подключается обычный резистор с нужным сопротивлением. Величину сопротивления можно вычислить по закону ома. Допустим у нас светодиод, рассчитанный на напряжение 3 вольта и потребляющий 9 миллиампер.

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ СВЕТОДИОДА

Одним из условий надежной работы светодиодов является качественное стабильное питание постоянным током заданного напряжения. Рассмотрим основное назначение и принцип его работы, какими главными параметрами он характеризуется, какие разновидности существуют, чем он отличается от стандартного блока питания, как правильно подобрать и каковы основные схемы его подключения. Led-driver — это стабилизирующий модуль. Без него не способен работать ни один из ныне выпускаемых светодиодных элементов — от самых слабых до мощнейших. Он должен строго подбираться под нагрузку собираемой схемы, особенно когда светильники имеют последовательный характер соединения.

Если нет навыков использования перечисленных инструментов, лучше обратиться к специалисту, в результате чего можно избежать таких неприятностей как незапланированный костер дома, а также порчу собственного организма в целом или отдельных его частей.

Диоды и их разновидности

Для чего служит светодиод? Светодиоды излучают свет, когда через них проходит электрический ток. Были изобретены в е года прошлого века для смены электрических лампочек, которые часто перегорали и потребляли много энергии. Если вы видите внутри светодиода его внутренности — катод имеет электрод большего размера но это не официальные метод. Светодиоды могут быть испорчены в результате воздействия тепла при пайке, но риск невелик, если вы паяете быстро. Никаких специальных мер предосторожности применять не надо для пайки большинства светодиодов, однако бывает полезно ухватиться за ножку светодиода пинцетом — для теплоотвода.

Как обозначется диод и светодиод на схеме

А предотвратить пробой от обратного напряжения можно с помощью обычного диода или еще одного светодиода. Поэтому самая простая схема подключения светодиода к В состоит всего из нескольких элементов:. Защитный диод может быть практически любым, так как его обратное напряжение никогда не будет превышать прямого напряжения на светодиоде, а ток ограничен резистором. Сопротивление и мощность ограничительного балластного резистора зависит от рабочего тока светодиода и рассчитывается по закону Ома:. Обычно оно лежит в пределах 1. Для обычных индикаторных светодиодов ток будет мА. В предыдущих схемах защитный диод был включен встречно-параллельно, однако его можно разместить и так:. Это вторая схема включения светодиодов на вольт без драйвера.

Существует несколько способов определения полярности у светодиодов. Все они Определить полярность прибора по схеме не составит труда.

Буквенное и графическое обозначение светодиода на схеме

Благодаря таким своим свойствам как: низкое энергопотребление, малые габариты и простота необходимых для работы вспомогательных цепей, светодиоды имеются ввиду светодиоды видимого диапазона длин волн получили очень широкое распространение в радиоэлектронной аппаратуре самого разного назначения. Используются они в первую очередь как универсальные устройства индикации режимов работы или устройства аварийной индикации. Реже обычно только в радиолюбительской практике встречаются светодиодные автоматы световых эффектов и светодиодные информационные панели табло.

Технические характеристики LED-лампы определяются тремя параметрами: прямым напряжением; номинальным рабочим током; номинальной мощностью. Если установка осуществляется своими руками, важно знать, как подключить светодиод к бытовой сети, драйверу или другому источнику питания. Светодиод — кристалл, дополненный добавками, которые излучают свет в процессе прохождения электротока. Свечение появляется, если на анод подается положительный вольтажа, на катод — отрицательный. Распиновка светодиода — это определение функций контактов. Они обозначены вместе с предназначением на микросхемах и в таблицах.

Исторически электроника берёт своё начало от электровакуумных приборов. Дело в том, что лампы, которые многие помнят из старых телевизоров и приёмников, носили названия типа диод, триод, пентод и т.

Известно, что светодиод в рабочем состоянии пропускает ток только в одном направлении. Если его подключить инверсионно, то постоянный ток через цепь не пройдет, и прибор не засветится. Происходит это потому, что по своей сущности прибор является диодом, просто не каждый диод способен светиться. Получается, что существует полярность светодиода, то есть он чувствует направление движения тока и работает только при определенном его направлении. Определить полярность прибора по схеме не составит труда. Светодиод обозначают треугольником в кружке.

Рассмотрим способы включения лед диодов средней мощности к наиболее популярным номиналам 5В, 12 вольт, В. Затем их можно использовать при изготовлении цветомузыкальных устройств, индикаторов уровня сигнала, плавное включение и выключение. Давно собираюсь сделать плавный искусственный рассвет , чтобы соблюдать распорядок дня. К тому же эмуляция рассвета позволяет просыпаться гораздо лучше и легче.

Схема Подключения Светодиода — tokzamer.ru

СД — диод, излучатель света.

Подключение, ошибки

См. также: Песчаная подушка под кабель в траншее

Основы подключения к 220 В

Такой результат получается если из таблицы взять максимальное значение падения напряжения.

При этом избегают попадания горячего воздуха на полупроводник. Самые применяемые два: SMD и такой же

Визуальное определение полярности Несмотря на множество существующих в настоящее время видов конструкций светодиодного оборудования , наиболее широкое распространение получили излучающие свет диоды, заключенные в цилиндрический корпус D от 3,5 мм. При этом каждый раз придется кропотливо пересчитывать сопротивление ограничительного резистора.

Есть варианты для цепей с переменным током напряжения, подойдут от В и выше. Этапы сборки При самостоятельной сборке и последующем тестировании излучающих свет диодов в рабочем режиме, целесообразно воспользоваться данной последовательностью: определиться с техническими характеристиками, отраженными в сопроводительной документации; составить схему подключения с учетом уровня напряжения; вычислить показатели потребляемой мощности электроцепи; подобрать драйвер или блок питания с оптимальной мощностью; рассчитать резистор при стабилизированном напряжении; определить полярность LЕD-источника; припаять провода к светодиодным выходам; подсоединить источник питания; зафиксировать диод на радиаторе.

При смене полярности напряжение станет падать на сопротивление, поэтому светодиод будет полностью защищен от потенциального пробоя. Расчетное значение сопротивления мы округлили в большую сторону, значит ток в цепи будет меньше, то есть мы получили завышенное значение мощности. Выбирайте конденсатор неполярного типа, рассчитанный для эксплуатации в сети с напряжением не ниже В. Например, программы для расчета индуктивностей, фильтров различного типа, стабилизаторов тока.

Простейшая схема подключения светодиода

Он подключается последовательно через резистор либо через драйвер питания, регулирующий величину тока. Диммер — это устройство для расширения функциональных возможностей светодиодных источников. Рис 3. Кроме того, зажигалка или брелок вещь одноразовая, копеечная: кончился газ или села батарейка — сувенир просто выкинули. Выпрямительный диод служит для защиты led-диода от обратного напряжения.

К числу самых распространенных вариантов определения полярности светоизлучающих диодов относятся первые три способа, которые должны выполняться с соблюдением стандартной технологии. Изменяя через специальный драйвер питания яркость каждой матрицы можно добиться любого света свечения.

Понятия, сокращения, глоссарий.

Если захотим последовательно подключить большее количество LEd, то понадобится источник питания с большим номиналом. Параллельное соединение светодиодов В данной ситуации все происходит наоборот.

Разноцветный Разноцветный светодиод — два или больше диода, объединенных в один корпус. Расчет схемы в этом случае производится для каждой последовательной цепи подключения, а при одинаковом количестве светодиодов и их типов в каждой цепи расчет можно сделать один раз для любой последовательной группы светодиодов.

Принципиально не важно, какого цвета будут светодиоды, просто при расчете придется учитывать разные падения напряжений в зависимости от цвета свечения светодиода. Если будет изменена полярность и напряжение пойдет в обратном направлении, то оно будет сглажено выпрямительным диодом, защищающим светодиод от пробоя. Возможна установка эффекта затухания или мерцания излучения.

Источниками светодиодного питания в условиях токовой стабилизации обеспечиваются постоянные показатели выходного тока в широком диапазоне. Место монтажа ленты очищают, обезжиривают.

Внешний квантовый выход — одна из основных характеристик эффективности светодиода. Другим вариантом будет включение всех светодиодов параллельным подключением, устанавливая 1 резистор, что рассчитан на тройной ток. Падение напряжения на светодиодах разных цветов.

По долговечности, надежности, безопасности они тоже их превзошли. Как включить светодиод в сеть переменного тока Если при подключении LED к источнику постоянного тока электроны движутся лишь в одну сторону и достаточно ограничить ток с помощью резистора, в сети переменного напряжения направление движения электронов постоянно меняется. Светоизлучающие диоды разных цветов изготавливают из различных полупроводниковых материалов. К 1,5 В Показатели рабочего напряжения светоизлучающих диодов, как правило, превышают 1,5 В, поэтому сверх яркие светодиоды нуждаются в источнике питания не менее 3,,4 В. Тогда входное напряжение придется уменьшить при этом выходной ток не изменится, так и останется мА как был отрегулирован , зачем на 3 светодиода, пусть даже мощных, подавать 50В?

Последовательное подключение

Эта схема используется используется автором для круглосуточного светодиодного освещения квартиры. Светодиод припаян к плоскости ленты.

Светодиоды — Технические LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

364

Светодиоды

представляют собой устройства с p-n переходом, изготовленные из внешних полупроводников. Полупроводник n-типа и p-типа контактируют друг с другом, образуя диод с p-n переходом. Разница в легировании создает обедненную область на поверхности контакта. В этой области нет стационарных зарядов: электрическое поле формируется из разноименных зарядов дырок и электронов, притягивающих друг друга. основные носители (электроны n-типа и дырки p-типа) с каждой стороны движутся через область обеднения.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): . Принципиальная схема светодиода при прямом смещении.

На рис. 1 показано, как светодиод включается в цепь. Черные точки — это электроны, а кружки — дырки. Стрелки указывают направление диффузии большинства носителей через обедненную область. Для работы светодиода знак клеммы от источника напряжения должен совпадать со знаком заряда основного носителя. Положительный конец источника напряжения подключен к стороне p-типа, в которой основные носители (дырки) имеют положительный заряд. Это известно как прямое смещение. Когда основные носители с каждой стороны движутся к противоположному полупроводнику, некоторые электроны и дырки сталкиваются друг с другом. При каждом столкновении электрон и дырка практически аннигилируют друг друга, а оставшаяся энергия используется для испускания фотона.

Как работают светодиоды

Межполосная рекомбинация является основным механизмом, который описывает активность несущей внутри светодиода. Когда электрон в зоне проводимости встречает дырку в валентной зоне, он падает на более низкий энергетический уровень (валентную зону) и высвобождает энергию в виде фотона. Электрон переходит из зоны в зону. Когда светодиод смещен в прямом направлении, полосы слегка изгибаются, чтобы уменьшить энергетический барьер между полупроводниками n- и p-типа. Этот уменьшенный энергетический барьер позволяет большему количеству основных носителей диффундировать на противоположную сторону перехода. Поскольку электроны с n-стороны становятся меньшинством, как только они достигают p-стороны, более вероятно, что произойдет рекомбинация.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): . Зонная диаграмма (энергия в зависимости от положения), показывающая рекомбинацию в прямом смещенном pn-переходе.

В правой половине рисунка 2 показан полупроводник n-типа, на котором электроны (черные точки) являются основными носителями. Прямое смещение приводит к тому, что единственный уровень Ферми (в условиях равновесия) расщепляется на два квазиуровня Ферми Fp и Fn. Эти энергетические уровни показаны сплошными линиями вблизи валентной зоны и зоны проводимости для полупроводников p- и n-типа соответственно. Большая стрелка рядом с большинством электронов представляет направление, в котором электроны диффундируют через обедненную область. Электроны представлены черными точками, а дырки – кружками. Когда электрон из полупроводника n-типа проходит область обеднения (представленную диагональными линиями), он рекомбинирует с дыркой в ​​валентной зоне. Это приводит к тому, что электрон теряет свою энергию и падает в валентную зону, где была дырка, представленная кружком с буквой «х». Энергия, потерянная электроном, сохраняется и используется для испускания фотона или частицы света.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): . Сравнение прямой и непрямой запрещенной зоны полупроводников.

Когда электрон в зоне проводимости рекомбинирует, он предпочитает перейти в состояние с наивысшей энергией (пик) в валентной зоне, потому что, согласно теории запрещенной зоны полупроводников, именно там находится большинство дырок. В полупроводниках с прямой запрещенной зоной, таких как нитрид галлия, большинство этих электронов находятся в желобе зоны проводимости и могут перемещаться в валентную зону без какого-либо изменения импульса от фонона. Графики зависимости энергии от импульса на рис. 3 показывают, что для рекомбинации электрона в непрямом полупроводнике (например, в кремнии) требуется дополнительный импульс в виде фонона. Участие фонона маловероятно. Светодиоды эффективнее делать из прямых полупроводников, чтобы больше ничего (фононов) не требовалось. Суть устройства в том, чтобы создавать фотоны из пары электрон-дырка, и было бы крайне неэффективно вводить дополнительную энергию для рекомбинации электрона и дырки. По этим причинам непрямые полупроводники вряд ли будут использоваться для светодиодов.

Зависимость от температуры

В светодиодах ширина запрещенной зоны полупроводников увеличивается при понижении температуры. Более низкие температуры вызывают увеличение ширины запрещенной зоны, потому что параметр решетки полупроводника становится меньше, а это означает, что атомы сближаются. Это приводит к тому, что валентные электроны сближаются с другими валентными электронами, увеличивая электростатическую потенциальную энергию \[U=\frac{qQ}{4 \pi \epsilon_0 r}\], где r — расстояние между свободным и валентным электроном, \ (\epsilon_0\) — это диэлектрическая проницаемость свободного пространства, а q и Q представляют отдельные заряды. r уменьшается, что увеличивает U . Более высокая электростатическая потенциальная энергия электронов создает большую запрещенную зону, поскольку взаимодействия затрудняют движение электронов в зону проводимости. Сравните две температурные ситуации для светодиода: при комнатной температуре и после погружения в жидкий азот. Увеличение ширины запрещенной зоны из-за более низкой температуры потребует более высокого напряжения питания для включения светодиода. Эта увеличенная ширина запрещенной зоны будет использоваться, когда электрон рекомбинирует с дыркой, что приводит к более короткой длине волны света. И наоборот, если температура превысит комнатную, ширина запрещенной зоны станет меньше, а это означает, что полупроводник становится более проводящим, и для питания светодиода потребуется меньшее напряжение.

Зависимость ширины запрещенной зоны и длины волны фотона

Энергию запрещенной зоны светодиода можно определить путем измерения напряжения на светодиоде в точке, когда светодиод едва начинает включаться. Это напряжение можно преобразовать в эВ, просто умножив на заряд одного электрона (e). Например, если измеренное напряжение равно 1,7 В, энергия запрещенной зоны будет равна 1,7 эВ. Поскольку в светодиодах используется межзонная рекомбинация, электрон будет падать по всей длине запрещенной зоны. Другими словами, напряжение на светодиоде соответствует величине энергии запрещенной зоны. Энергия испускаемого фотона определяется выражением \[E=hf=\frac{hc}{\lambda}\], где h — постоянная Планка (в единицах эВ*с), c — скорость света в вакууме, f — частота, а \(\lambda\) — длина волны фотона.

Таблица 1. Длины волн спектра видимого света, соответствующие различным цветам светодиодов, а также возможные используемые полупроводники.

Цвет светодиода	Диапазон длин волн (нм)	Используемые полупроводники
Красный	625-760	AlGaAs
Оранжевый	600-625	GaAsP
Желтый	577-600	АлГаИнП
Зеленый	492-577	GaN
Синий	455-492	ZnSe
Фиолетовый	390-455	ИнГаН

Как указано в таблице 1, цвет, излучаемый светодиодом, зависит от длины волны фотонов, испускаемых в результате рекомбинации. Тип полупроводника, используемого в устройстве, определяет ширину запрещенной зоны, которая используется для создания фотонов с разными длинами волн. Таким образом, цвет светодиода напрямую зависит от материала.

Вопросы

1. При комнатной температуре измеренное напряжение на светодиоде составило 1,67 В. Какова ширина запрещенной зоны этого полупроводника и какая длина волны излучаемого им света?
2. Почему большинство светодиодов изготовлено из прямых полупроводников?
3. Работает ли светодиод при прямом или обратном смещении? Почему?

Ответы

1. Ширина запрещенной зоны составляет 1,67 эВ, что соответствует длине волны 743 нм. Излучается красный свет.
Светодиоды
2. в основном изготавливаются из прямых полупроводников, поскольку для рекомбинации электрона в зоне проводимости с дыркой в ​​валентной зоне не требуется изменения импульса.
3. Прямое смещение, уменьшающее энергетический барьер между полупроводниками p- и n-типа, что позволяет большему количеству основных носителей диффундировать на противоположную сторону перехода, что приводит к усилению рекомбинации.

Ссылки

1. Пьере, Роберт Ф. (1996). Основы полупроводниковых устройств. Рединг, Массачусетс: Addison-Wesley, 1996. Печать.
2. Умран С. Инан и Азиз С. Инан. (2000) Электромагнитные волны . Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2000. Печать.
3. Fawwaz T. Ulaby & Eric Michielssen, et al. (2010). Основы прикладной электромагнетики. Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Prentice Hall, 2010. Печать.
4. Хаммель, Рольф Э. (2012). Электронные свойства материалов. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer, 2012. Печать.

Участники и авторство

• Камрон Ноорзад, инженер по электронным материалам, бакалавр Калифорнийского университета в Дэвисе,

---

Light Emitting Diodes распространяется по незаявленной лицензии, автором, ремиксом и/или куратором является LibreTexts.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Показать оглавление

   нет

2. Теги

   1. Тег автора:Kaseman
   2. Целевой тег: базовый
   3. Ветеринар тег:vet0

Что такое светоизлучающий диод (LED)? — Определение, работа, конструкция и преимущества

Определение: Светодиод представляет собой диод с PN-переходом, который излучает свет, когда через него проходит электрический ток в прямом направлении. В светодиоде происходит рекомбинация носителей заряда. Электрон со стороны N и дырка со стороны P объединяются и дают энергию в виде тепла и света. Светодиод изготовлен из бесцветного полупроводникового материала, и свет излучается через переход диода.

Светодиоды широко используются в сегментных и точечно-матричных дисплеях числового и буквенно-цифрового характера. Несколько светодиодов используются для создания одного линейного сегмента, а для создания десятичной точки используется один светодиод.

Конструкция светодиода

Рекомбинация носителей заряда происходит в материале P-типа, поэтому P-материал представляет собой поверхность светодиода. Для максимального излучения света анод наносится на край материала Р-типа. Катод изготовлен из золотой пленки и обычно располагается в нижней части N-области. Этот золотой слой катода помогает отражать свет на поверхность.

Фосфид арсенида галлия используется для производства светодиодов, которые излучают красный или желтый свет для излучения. Светодиоды также доступны в зеленом, желтом, янтарном и красном цветах.

Простой транзистор можно использовать для включения/выключения светодиода, как показано на рисунке выше. Ток базы I _B проводит транзистор, а транзистор проводит сильно. Сопротивление R _C ограничивает ток светодиода.

Работа светодиода

Работа светодиода зависит от квантовой теории. Квантовая теория утверждает, что когда энергия электронов уменьшается с более высокого уровня на более низкий уровень, они излучают энергию в виде фотонов. Энергия фотонов равна промежутку между высшим и низшим уровнем.

Светодиод подключен в прямом направлении, что позволяет току течь в прямом направлении. Течение тока происходит из-за движения электронов в противоположном направлении. Рекомбинация показывает, что электроны перемещаются из зоны проводимости в валентную зону и испускают электромагнитную энергию в виде фотонов. Энергия фотонов равна зазору между валентной зоной и зоной проводимости.

Преимущества светодиодов в электронных дисплеях

Ниже перечислены основные преимущества светодиодов в электронных дисплеях.

1. Светодиоды имеют меньшие размеры, и их можно складывать вместе для формирования числового и буквенно-цифрового дисплея в матрице высокой плотности.
2. Интенсивность светового потока светодиода зависит от тока, протекающего через него. Интенсивность их света можно плавно регулировать.
3. Доступны светодиоды, излучающие свет различных цветов, таких как красный, желтый, зеленый и янтарный.
4. Время включения и выключения или время переключения светодиода меньше 1 наносекунды. Из-за этого светодиоды используются для динамической работы.
5. Светодиоды очень экономичны и обладают высокой степенью надежности, поскольку производятся по той же технологии, что и транзистор.
6. Светодиоды работают в широком диапазоне температур, например, от 0° до 70°.