Koti > Uutiset > Teollisuuden uutisia

Light-emitting diodien käyttö ja periaateanalyysi

2021-12-28

Valoa emittoiva diodi (LED) on puolijohdemateriaaleista, kuten galliumfosfidista (GaP) valmistettu valoa emittoiva näyttölaite, joka voi muuntaa sähköenergian suoraan valoenergiaksi. Kun sen läpi kulkee tietty virta, se lähettää valoa.
Myös valodiodit valmistetaan PN-rakenteesta kuten tavalliset diodit, ja niillä on myös yksisuuntainen johtavuus. Sitä käytetään laajasti erilaisissa elektronisissa piireissä, kodinkoneissa, mittareissa ja muissa laitteissa virtalähteen tai tason osoittamiseen.
(1) Merkkivaloina käytetään valodiodeja. Tyypillinen valodiodien sovelluspiiri on esitetty kuvassa. R on virtaa rajoittava vastus ja I on eteenpäin suuntautuva virta valodiodin läpi. Valodiodien putken jännitehäviö on yleensä suurempi kuin tavallisten diodien, noin 2V, ja virtalähteen jännitteen on oltava putken jännitehäviötä suurempi, jotta valodiodit toimisivat normaalisti.
Valodiodeja käytetään vaihtovirran ilmaisinpiireissä. VD1 on tasasuuntausdiodi, VD2 on valodiodi, R on virtaa rajoittava vastus ja T on tehomuuntaja.
(2) Valodiodeja käytetään valoputkina. Infrapunakaukosäätimissä, langattomissa infrapunakuulokkeissa, infrapunahälyttimissä ja muissa piireissä infrapunavalodiodeja käytetään valoputkina, VT on kytkinmoduloiva transistori ja VD on infrapunavaloa lähettävä diodi. Signaalilähde ohjaa ja moduloi VD:tä VT:n kautta niin, että VD lähettää moduloitua infrapunavaloa ulospäin.
Valodiodien periaateanalyysi
Se on eräänlainen puolijohdediodi, joka voi muuntaa sähköenergian valoenergiaksi. Valodiodi koostuu PN-liitoksesta, kuten tavallisen kaksinapaisen LED-sirun kehitysputkesta, ja sillä on myös yksisuuntainen johtavuus. Kun valodiodiin syötetään myötäjännite, P-alueelta N-alueelle ruiskutetut reiät ja N-alueelta P-alueelle ruiskutetut elektronit ovat vastaavasti kosketuksissa N-alueen elektronien ja onteloiden kanssa. P-alueella muutaman mikronin sisällä PN-liitoksesta. Reiät yhdistyvät ja tuottavat spontaanin emissiofluoresenssin. Elektronien ja reikien energiatilat eri puolijohdemateriaaleissa ovat erilaisia. Kun elektronit ja aukot yhdistyvät uudelleen, vapautuva energia on hieman erilainen. Mitä enemmän energiaa vapautuu, sitä lyhyempi on säteilevän valon aallonpituus. Yleisesti käytetään diodeja, jotka lähettävät punaista, vihreää tai keltaista valoa. Valodiodin käänteinen läpilyöntijännite on suurempi kuin 5 volttia. Sen myötäsuuntainen jännite-ampeerikäyrä on erittäin jyrkkä, ja sitä on käytettävä sarjassa virtaa rajoittavan vastuksen kanssa diodin läpi kulkevan virran ohjaamiseksi. Virtaa rajoittava resistanssi R voidaan laskea seuraavalla kaavalla
R = (Eï¼ UF)/IF

Missä E on virtalähteen jännite, UF on LEDin eteenpäin suuntautuva jännitehäviö ja IF on LEDin normaali käyttövirta. Valodiodin ydinosa on kiekko, joka koostuu P-tyypin puolijohteesta ja N-tyypin puolijohteesta. P-tyypin puolijohteen ja N-tyypin puolijohteen välillä on siirtymäkerros, jota kutsutaan PN-liitokseksi. Tiettyjen puolijohdemateriaalien PN-liitoksessa, kun injektoidut vähemmistökantajat ja enemmistökantajat yhdistyvät, ylimääräinen energia vapautuu valon muodossa, jolloin sähköenergia muuttuu suoraan valoenergiaksi. Käänteisen jännitteen ollessa kytkettynä PN-liittimeen on vaikea injektoida vähemmistökantoaaltoja, joten se ei lähetä valoa. Tällaista injektioelektroluminesenssiperiaatteella valmistettua diodia kutsutaan valoa emittoivaksi diodiksi, joka tunnetaan yleisesti nimellä LED. Kun puolijohdekide on positiivisessa toimintatilassa (eli molemmissa päissä on positiivinen jännite), kun virta kulkee LED-anodista katodille, puolijohdekide lähettää eriväristä valoa ultraviolettisäteilystä infrapunaan ja intensiteettiä. Valon määrä liittyy virtaan.

Edellinen:Kuinka käyttää valodiodeja

Seuraava:Lyhyt esittely valodiodiperiaatteesta