Схема, принцип работы и применение светодиодов

1. Что такое светоизлучающий диод?
2. Как работает светоизлучающий диод?
3. Типы светоизлучающих диодов
4. Принцип работы светодиодов
5. IV Характеристики светодиодов
6. Применение светоизлучающих диодов
7. Преимущества светодиодов

Наши партнеры ArtmMisto

Светодиод является двухпроводным полупроводниковым источником света. В 1962 году Ник Холоняк выступил с идеей о светоизлучающих диодах и работал в компании General Electric. Светодиод представляет собой особый тип диода, и он имеет аналогичные электрические характеристики PN-диода. Следовательно, светодиод обеспечивает протекание тока в прямом направлении и блокирует ток в обратном направлении. Светодиод занимает небольшую площадь, которая составляет менее 1 мм2 . Применение светодиодов используется для создания различных электрических и электронных проектов. В этой статье мы обсудим принцип работы светодиода и его применение.

Что такое светоизлучающий диод?

Светодиод - это pn переходной диод , Это специально легированный диод, состоящий из особого типа полупроводников. Когда свет излучает в прямом смещении, то это называется светодиодом.

Светоизлучающий диод

Как работает светоизлучающий диод?

Светодиод просто, мы знаем, как диод. Когда диод смещен в прямом направлении, электроны и дырки быстро перемещаются через соединение, и они постоянно объединяются, удаляя друг друга. Вскоре после перехода электронов из кремния n-типа в кремний p-типа он соединяется с дырками и исчезает. Следовательно, он делает полный атом более стабильным и дает небольшой прилив энергии в виде крошечного пакета или фотона света.

Работа светоизлучающего диода

Вышеприведенная диаграмма показывает, как работает светодиод, и пошаговый процесс диаграммы.

• Из диаграммы видно, что кремний N-типа имеет красный цвет и содержит электроны, они обозначены черными кружками.
• Кремний P-типа имеет синий цвет и содержит отверстия, они обозначены белыми кружками.
• Источник питания через pn-переход делает диод смещенным вперед и толкает электроны от n-типа к p-типу. Толкаем отверстия в обратном направлении.
• Электрон и отверстия на стыке совмещены.
• Фотоны испускаются, поскольку электроны и дырки рекомбинированы.

Типы светоизлучающих диодов

Есть различные типы светодиодов настоящее и некоторые из них упомянуты ниже.

• Арсенид галлия (GaAs) - инфракрасный
• Арсенидфосфид галлия (GaAsP) - от красного до инфракрасного, оранжевый
• Алюминий-арсенид-фосфид галлия (AlGaAsP) - ярко-красный, оранжево-красный, оранжевый и желтый
• Фосфид галлия (GaP) - красный, желтый и зеленый
• Алюминий Фосфид галлия (AlGaP) - зеленый
• Нитрид галлия (GaN) - зеленый, изумрудно-зеленый
• Нитрид галлия-индия (GaInN) - почти ультрафиолетовый, голубовато-зеленый и синий
• Карбид кремния (SiC) - синий в качестве подложки
• Селенид цинка (ZnSe) - синий
• Алюминий нитрид галлия (AlGaN) - ультрафиолет

Принцип работы светодиодов

Принцип работы Светодиода основан на квантовой теории. Квантовая теория говорит, что когда электрон спускается с более высокого энергетического уровня на более низкий энергетический уровень, энергия излучается из фотона. Энергия фотона равна энергетической щели между этими двумя энергетическими уровнями. Если диод PN-перехода находится в прямом смещении, то ток течет через диод.

Принцип работы светодиодов

Поток тока в полупроводниках вызван как потоком дырок в противоположном направлении тока, так и потоком электронов в направлении тока. Следовательно, будет происходить рекомбинация из-за потока этих носителей заряда.

Рекомбинация указывает на то, что электроны в зоне проводимости спрыгивают в валентную зону. Когда электроны переходят из одной полосы в другую, электроны излучают электромагнитную энергию в виде фотонов, а энергия фотонов равна запрещенной запрещенной зоне.

Для примера рассмотрим квантовую теорию: энергия фотона является произведением как постоянной Планка, так и частоты электромагнитного излучения. Математическое уравнение показано

Eq = HF

Где h известен как постоянная Планка, а скорость электромагнитного излучения равна скорости света, т.е. c. Частота излучения связана со скоростью света как af = c / λ. λ обозначается как длина волны электромагнитного излучения, и приведенное выше уравнение станет

Уравнение = он / λ

Из приведенного выше уравнения можно сказать, что длина волны электромагнитного излучения обратно пропорциональна запрещенной зоне. В основном кремниевые, германиевые полупроводники эта запрещенная энергетическая щель находится между условием, а валентные зоны таковы, что полное излучение электромагнитной волны во время рекомбинации находится в форме инфракрасного излучения. Мы не можем видеть длину волны инфракрасного излучения, потому что они находятся за пределами нашего видимого диапазона.

Говорят, что инфракрасное излучение является теплом, потому что кремниевые и германиевые полупроводники не являются полупроводниками с прямым зазором, а являются полупроводниками с косвенным зазором. Но в полупроводниках с прямой щелью максимальный энергетический уровень валентной зоны и минимальный энергетический уровень зоны проводимости не возникает в один и тот же момент электронов. Следовательно, при рекомбинации электронов и дырок происходит миграция электронов из зоны проводимости в валентную зону, импульс электронной зоны будет изменяться.

IV Характеристики светодиодов

Существуют различные типы светодиодов, доступных на рынке, и существуют различные характеристики светодиодов, которые включают цветное излучение или длину волны, интенсивность света. Важной характеристикой светодиода является цвет. В начале использования светодиода есть только красный цвет. Поскольку использование светодиодов расширяется с помощью полупроводникового процесса и исследований новых металлов для светодиодов, были сформированы различные цвета.

IV Характеристики светодиодов

На следующем графике показаны приблизительные кривые между прямым напряжением и током. Каждая кривая на графике показывает разные цвета. В таблице приведены сводные характеристики светодиодов.

Характеристики светодиодов

Применение светоизлучающих диодов

Существует множество применений светодиода, некоторые из которых описаны ниже.

• Светодиод используется в качестве лампы в домах и на производстве.
• Светодиоды используются в мотоциклах и автомобилях
• Они используются в мобильных телефонах для отображения сообщения
• На светофоре используются сигналы светодиодов

Преимущества светодиодов

• Стоимость светодиодов меньше, а они крошечные.
• С помощью светодиодов электричество контролируется.
• Интенсивность светодиода отличается с помощью микроконтроллера.

В этой статье мы обсудили принцип работы светодиодной схемы и ее применение. Я надеюсь, что, прочитав эту статью, вы получили основную и рабочую информацию о светодиодах. Если у вас есть какие-либо вопросы об этой статье или о последний год электрический проект Пожалуйста, не стесняйтесь комментировать в разделе ниже. Вот вам вопрос: что такое светодиод и как он работает?

Похожие

Комментарии