WikiZero - светодиод

1. Параметры светодиодов (LED) [ редактировать | редактировать код ]

открытый дизайн википедии.

Светодиод , светодиод, светодиод, светодиод (od анг. светодиод ) - диод считается как полупроводник Оптико-электронные приборы, излучающие излучение в поле видимый свет , инфракрасный и ультрафиолетовый ,

Он был запущен в производство в 60-х годах в форме, разработанной американским инженером. Ник Холоняк-младший который считается его изобретателем.

Вполне возможно, что он был изобретен ранее, в 1920-х годах. Советский радиотехник Олег Лозев он заметил это диоды с лезвиями используется в радиоприемниках, которые они излучают свет в 1927-1930 годах он опубликовал 16 статей, описывающих работу электролюминесцентных диодов. [1] ,

Работа светодиода (LED) основана на явлении рекомбинации носителей заряда ( излучательная рекомбинация ). Это явление происходит в полупроводниках, когда электроны уходят от высших уровень энергии для более низкого они сохраняют свои pseudopęd , Это так называемый простой переход. Во время этого перехода энергия электронов преобразуется в квант электромагнитное излучение. Переходы такого типа преобладают в полупроводниках с простой полосовой системой, в которой минимум зоны проводимости и наконечника валентная группа то же значение то же самое импульс ,

Полупроводник с такими переходами арсенид галлия (GaAs) и благодаря этой особенности, в основном это соединение используется для производства источников излучения. Второй причиной популярности арсенида галлия является его очень большая квантовая эффективность - параметр, определяющий долю рекомбинационных переходов, в результате чего фотоны на количество перевозчиков нагрузка проходя через барьерный слой pn-переходы (рекомбинированные переходы происходят в активной области перехода).

η qw = N для N noso = P promh ν I e, {\ displaystyle \ eta _ {qw} = {\ frac {N_ {fot}} {N_ {noso}}} = {\ frac {\ frac {P_ { выпускного вечера}} {h \ nu}} {\ frac {I} {e}}},

где:

N f o t {Displaystyle N_ {fot}} - общее количество фотонов, сгенерированных внутри активной области N n o s o {displaystyle N_ {noso}} - общее количество инъецируемого носителя в активной области соединения P m o x {displaystyle P_ {prom}} - мощность излучения, генерируемого внутри полупроводника h {\ displaystyle h} - постоянная Планка v {\ displaystyle v} - частота генерируемого излучения I {displaystyle I} - электричество, подаваемое на диод e {\ displaystyle e} заряд электрона.

В кремнии и германии преобладают наклонные переходы.

люминесценция это физическое явление, состоящее в излучении вопрос электромагнитное излучение под воздействием стимулятора, который для некоторых длина волны оно превышает температуру излучения, испускаемого этим веществом. В светодиод (электролюминесцентный диод) мы имеем дело с электролюминесценции , при производстве которого источником энергии возбуждения является электрический ток, подаваемый извне, иногда электрическое поле , Наиболее эффективная электролюминесценция в полупроводнике возникает в результате рекомбинации свободных носителей заряда в pn Junction когда он поляризован в направлении проводимости. Интенсивность света зависит от величины подводимого тока, эта зависимость линейна в большом диапазоне изменений тока. Интерференционные явления электролюминесценции - это внутреннее поглощение и полное внутреннее отражение. Длина волны генерируемого излучения:

λ = h c W g, {\ displaystyle \ lambda = {\ frac {hc} {W_ {g}}},}

где:

h {\ displaystyle h} - Постоянная Планка c {\ displaystyle c} - скорость света В g = W c - W v {\ displaystyle W_ {g} = W_ {c} -W_ {v}} - ширина запрещенной зоны или разность энергий уровней, между которыми происходит рекомбинация.

Мера потерь на внутреннее отражение и поглощение - это отношение внешней к внутренней квантовой эффективности n q z / n n w. {\ displaystyle n_ {qz} / n_ {nw}.} В то время как внутренняя квантовая эффективность n q в {\ displaystyle n_ {qw}} В зависимости от технологии совместного процесса изготовления и свойств используемого полупроводника, форма диода также влияет на внешнюю квантовую эффективность.

Критический угол, под которым происходит полное внутреннее отражение

q k r = arcsin ⁡ 1 n * {\ displaystyle q_ {kr} = \ arcsin {\ frac {1} {n ^ {*}}}}

где n * {\ displaystyle n ^ {*}} показатель преломления.

Внутреннее поглощение может быть выражено с помощью функции exp ⁡ [- a (l) x], {\ displaystyle \ exp [-a (l) x],} где a (l) {\ displaystyle a (l)} коэффициент поглощения для данной длины волны, x {\ displaystyle x} и определяет расстояние от места рекомбинации излучения до поверхности, излучающей излучение диода снаружи.

Общая эффективность преобразования электрической энергии в лучистую энергию в случае плоского диода определяет соотношение:

μ qz = q P 4 n * (n * + 1) 2 (1 - cos k φ kr) ∫ Φ (λ) [1 + R exp ⁡ (- 2 α n (λ) χ n)] exp ⁡ (α p (λ) χp) d λ ∫ Φ (λ) d λ {\ displaystyle \ mu _ {qz} = {\ frac {q} {P}} {\ frac {4n ^ {*}} {(n ^ {*} + 1) ^ {2}}} (1- \ cos \ phi _ {kr}) {\ frac {\ int \ Phi (\ lambda) [1 + R ~ \ exp (-2 \ alpha _ { n} (\ lambda) \ chi _ {n})] ~ \ exp (\ alpha _ {p} (\ lambda) \ chi _ {p}) d \ lambda} {\ int \ Phi (\ lambda) d \ лямбда}}}

где:

P {\ displaystyle P} - электрическая входная мощность 4 n * / (n * + 1) 2 {\ displaystyle 4n ^ {*} / (n ^ {*} + 1) ^ {2}} - коэффициент передачи (коэффициент пропускания) излучения изнутри полупроводника в воздух f (l) {\ displaystyle f (l)} - поток фотонов R {\ displaystyle R} - коэффициент отражения от заднего контакта α n, {\ displaystyle \ alpha _ {n},} α p {\ displaystyle \ alpha _ {p}} - коэффициент поглощения в n или p-области диода x n, {\ displaystyle x_ {n},} x p {\ displaystyle x_ {p}} - толщина n или p области диода.

Pn-интерфейсы светодиодов с GaAs обычно изготавливаются методом диффузия , что обеспечивает им высокую квантовую эффективность.

Излучение GaAs можно сделать видимым с помощью преобразователи инфракрасный, например, покрывая поверхность диода подходящим люминофором. Видимое излучение испускает электролюминесцентные диоды из тройных полупроводников, например GaAsP в которых выполняются условия простых рекомбинационных переходов. Диоды из GaAsP излучают красный свет с длиной волны l {\ displaystyle l} = 650 нм ,

Длина волны испускаемого излучения увеличивается с ростом температуры сустава. Диоды излучают излучение в очень узком спектральном диапазоне: от 490 нм - синий до 950 нм - ближний инфракрасный.

Светодиоды изготавливаются из полупроводниковых материалов (элементы III и V группы Периодической таблицы, например, арсенид галлия, фосфид галлия, арсенофосфат галлия, с соответствующим легированием). Цвет излучения, испускаемого светодиодами, зависит от материала полупроводника; это синий, желтый, зеленый, оранжевый, красный.

Название Материал Цвет арсенид галлия GaAs инфракрасный фосфид галлия GaP красный, зеленый, желтый арсенофосфат галлия GaAs1-xPx красный, оранжевый, желтый Алюминий галлорезал AlxGa1-xAs красный, инфракрасный нитрид галлия GaN синий, белый (когда диод покрыт люминофором, который, возбуждаемый синим светом, освещается нитридом галлия, например желтым, что приводит к белому цвету с видимым легким синим оттенком)

средний ток проводимость I F {стиль отображения I_ {F}} не должен превышать 20-1500 м в зависимости от типа диода. Часто оно ограничено правильно выбранным резистор соединены последовательно с диодом или стабилизатор тока , Стабилизаторы тока обычно используются для питания мощных диодов, где важна эффективность источника питания диода.

Преимущества светодиодов:

• высокая эффективность
• высокая прочность
• высокая яркость
• низкое энергопотребление
• небольшие размеры
• низкие потери энергии
• низкое значение напряжения питания.

Параметры светодиодов (LED) [ редактировать | редактировать код ]

• Холодный белый светодиод - диод, генерирующий холодный белый свет (в соответствии с PN-EN 12464-1 это цветовая температура выше 5300 K)
• HBLED , High Brightness LED - светодиоды с высокой яркостью. Диоды, светимость которых превышает 0,2, считаются таковыми CD , Они используются в местах, где обычно используются традиционные источники света: дорожная сигнализация , в освещении автомобиля, в фонариках.
• High Power LED или Power LED - мощный светодиод. Для правильной работы требуется правильное охлаждение и источник тока для питания. Белые диоды этого типа обычно имеют излучатель в несколько мм², яркость 80-200 люмен при токе 350 мА и потребляемой мощности около 1 , Максимальный ток, поставляемый производителями, обычно составляет 0,7-1,5. на 1 мм² (максимальный ток зависит в основном от охлаждения светящейся диодной структуры). Компании, производящие этот тип светодиодов (примеры моделей в скобках):
  • CREE (XR-C, XR-E, XP-C, XP-E, XP-G, MC-E)
  • Приборы Luminus (ССТ-50, ССТ-90)
  • нихия
  • Osram Opto Semiconductors GmbH (Остар, Ослон)
  • Philips Lumileds Lighting Company (Люксон К2, Люксон Ребел)
  • Seoul Semiconductors (SSC-P4, SSC-P7)
• ИК - излучение инфракрасного излучения, используемого в ссылках волокно а также в устройствах дистанционного управления
• Нейтральный белый светодиод - диод, генерирующий нейтральный белый свет (в соответствии с PN-EN 12464-1 это цветовая температура 3300-5300 К)
• RGB LED - диод, имеющий структуры для генерации трех основных цветов (красный, зеленый, синий) и, благодаря возможности смешивать, практически любой цвет
• RGBA LED - расширение структуры RGB дополнительным диодом янтарного цвета, расширение доступного цветового пространства
• RGBW LED - расширение структуры RGB дополнительным диодом белого цвета. Примером диода RGBW является диод RGBW модели CREE MC-E.
• Теплый белый светодиод - светоизлучающий диод белый теплый (согласно PN-EN 12464-1 это цветовая температура ниже 3300 К ). Теплые диоды имеют наиболее сходную цветовую температуру с лампочкой.

Светодиоды используются в различных типах дисплеев, например семь сегментов ,

Похожие