Из чего состоит светодиод?

Фотоэлетрические приборы,фотодиоды

Фотоэлектрическими называют электронные приборы, преобразующие энергию излучения в электрическую энергию. Такие приборы могут строиться на фотоэффекте как в вакууме или газе, так и в полупроводнике. В настоящее время наибольшее распространение получили фотоэлектрические приборы, принцип действия которых основан на внутреннем фотоэффекте в полупроводнике. Суть его заключается в увеличении концентрации свободных носителей заряда под действием внешнего света, а следовательно, и проводимости полупроводниковых материалов. Получаемая таким образом проводимость называется фотопроводимостью. Она сочетается с собственной проводимостью полупроводникового материала. Фотопроводимость зависит от интенсивности и спектрального состава внешнего светового потока.

Внутренний фотоэффект может быть реализован в различных типах полупроводниковых приборов. Рассмотрим основные из них.

Фотодиод по структуре аналогичен обычному полупроводниковому диоду. Отличие состоит в том, что его корпус снабжен дополнительной линзой, создающей внешний световой поток, направленный, как правило, перпендикулярно плоскости р-n-перехода (рис. 73, а). Прибор может работать в режимах фотопреобразователя и фотогенератора (рис. 73, б).

В режиме фотопреобразователя в цепь фотодиода включают внешний источник питания, обеспечивающий обратное смещение р–n–перехода. Если переход не освещен, то создается обратный темновой ток. При освещении перехода к темновому току добавляется фототок, значение которого не зависит от приложенного напряжения и пропорционально интенсивности светового потока Ф.

В режиме фотогенератора фотодиод сам является источником фотоЭДС, значение которой пропорционально интенсивности светового потока. Типовое значение фотоЭДС кремниевого фотодиода составляет 0,5...0,55 В, а значение тока короткого замыкания при среднем солнечном освещении равно 20...25 мА/см².

 

 

Приобразовательный и фотодиодный режимы работы

 

 

Светодиоды.принцип работы.Применение

Светодиод - это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение. Кстати, по-английски светодиод называется light emitting diode, или LED.

Из чего состоит светодиод?

Из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Современные светодиоды мало похожи на первые корпусные светодиоды, применявшиеся для индикации.

Где применяют светодиоды?

• все виды световой рекламы (вывески, щиты, световые короба и др.)
• замена неона
• дизайн помещений
• дизайн мебели
• архитектурная и ландшафтная подсветка
• одноцветные дисплеи с бегущей строкой
• магистральные информационные табло
• полноцветные дисплеи для больших видео экранов
• внутреннее и внешнее освещение в автомобилях, грузовиках и автобусах
• дорожные знаки и светофоры

Другие сферы применения включают подсветку жидкокристаллических дисплеев в сотовых телефонах, цифровые камеры, а также архитектурное и другие виды освещения. Сектор электронного оборудования включает применение светодиодов в качестве индикаторных ламп в промышленных и потребительских товарах.

Принцип работы

В устройстве светодиодов значение имеет процесс, происходящий после того, как через диод прошёл ток. В тот момент осуществляется рекомбинация носителей электрического заряда. Отрицательно заряженные электроны занимают место в положительно заряженных ионах кристаллической решётки полупроводника. И когда электрон и дырка встречаются, происходит выделение энергии, излучается фотон, квант света. Если излучение не происходит, высвобожденная энергия переходит в тепловую, нагревая вещество. Излучательная рекомбинация может быть как минимум пяти разновидностей, среди которых есть так называемая прямозонная рекомбинация.