3.4.2. Строение светодиодов

В зависимости от назначения излучающие диоды разделяются на полупроводниковые генераторы излучения ПГИ (излучатели) и полупроводниковые индикаторы ПИ.

ПГИ спонтанного и стимулированного излучения предназначены для использования в волоконно-оптических линиях передачи информации в составе оптоэлектронных пар. Мощность ПГИ спонтанного излучения непрерывного действия в ИК-диапазоне изменяется от 0,1 мВт до 500 мВт в зависимости от тока (в мощных ПГИ ток достигает 3 А).

В излучающих диодах, как правило, используются как гомопереходы (материалы одного типа), так гетеропереходы на основе различных соединений арсенида галлия, например, типа: область р(Al_xGa_1-x As) и область n⁺ –(GaAs).

В светодиодах типа АЛС331 предусмотрена возможность ″изменения″ цвета свечения, воспринимаемого человеческим глазом. Принцип изменения цвета представлен на рис. 3.13. Конструкция предусматривает в одном корпусе два излучающих p-n-перехода, каждый из которых излучает в диапазоне длин волн, обычно в области красного (_кр ≈ 650 нм) и зеленого (_зел ≈ 555 нм) цветов. Соотношение их яркостей (интенсивностей) регулируется путем изменения величины прямых токов через переходы. В данном случае, меняя силу тока I_пр через каждый p-n-переход, и, соответственно, регулируя интенсивность светового потока от каждого из переходов, можно в некоторых пределах изменять (смешивать) цветовую гамму общего светового потока. Однако подчеркнем, что этот процесс не связан с реальным изменением длины волны излучения, но обусловлен визуальным восприятием света человеческим глазом. Другими словами, при изменении тока, протекающего через два параллельных светодиода, происходит лишь визуальное (эмоциональное) изменение цветовой гаммы.

3.4.3. Общие сведения об обозначении светодиодов

Устаревшая система обозначений включает в себя ряд букв и цифр, например, АЛ316, АЛ107Б или АЛС331. Первая буква характеризует материал (арсенид галлия); вторая - конструктивное исполнение (Л  единичный светодиод; ЛС  ряд или матрица светодиодов); цифры  номер разработки.

Современные обозначения светодиодов содержат семь элементов. Первый элемент  буква И (знакосинтезирующий индикатор); иногда перед литерой И ставится буква К, обозначающая прибор широкого общепромышленного применения. Второй элемент  буква, характеризующая вид индикатора: П  полупроводниковый; Ж  жидкокристаллический; Э  электролюминесцентный и др. Третий элемент  буква, характеризующая отображающую информацию: Д  единичная, Ц  цифровая, М  мнемоническая и др. Четвертый элемент  номер разработки. Дальнейшие элементы включают в себя информацию о сегментах индикатора, цвете свечения (К - красный, Л  зеленый, С  синий, Ж  желтый, Г  голубой, М  многоцветный), особенности корпуса и т.п. Например, КИПМ01А-К (красный), КЛД901Л (синий).

Рис. 3.13. Условная схема АЛС331 (а), конструкция (б), спектральные характеристики "мощность излучения - длина волны" (в); характеристики излучения от прямого тока (г)

Импортные светодиоды имеют специфическую маркировку (табл. 3.5).

Сектора характеризуют особенности прибора: I – указывает на изготовителя, например, Ningbo G-Nor; II – тип СИД (L – светодиод, LED); III - тип корпуса; IY - тип выводов: 0 - для поверхностного монтажа, SMD; 1- выводы 20 мм со стопперами (рис. 3, а); 2 - выводы 18 мм; 3 - с большим рефлектором, выводы 25,4 мм; 4 - с малым рефлектором, выводы 25,4 мм; 5 - три вывода для двухцветных светодиодов 25,4 мм; 7 - два вывода для двухцветных светодиодов 25,4 мм; 9 - три вывода для двухцветных светодиодов 25,4 мм; Y – цвет излучения, отдельные значения представлены в таблице 3.6; YI - цвет линзы: D - цветная матовая, T - цветная прозрачная, C - прозрачная, W - матовая, CD - верх линзы цветной матовый, WD - верх линзы прозрачный матовый, E - оранжевая матовая; YII – дополнительные параметры.

Таблица 3.5

Сектор	I	II	III	IY	Y	YI	7
Содержание	GN	L	501	3	G	D	XXX

Из отдельных светодиодов собирают индикаторы в виде блоков и матриц, которые позволяют высвечивать изображения букв и цифр.

Таблица 3.6

Буква	Цвет	Материал	Длина волны, нм
H	красный	GaP/GaP	700
UHR	ярко-красный	AlGaInP	640
Y	желтый	GaAsP/GaP	585
G	зеленый	GaP/GaP	568
BG	голубой	AlGaInP	505
B	синий	GaN/SiC	430
W	белый
SG	красный + зеленый
RGB	полноцветный

Промышленностью выпускаются так называемые ″мигающие″ светодиоды, особенностью которых является импульсное свечение при подключении светодиода к цепи постоянного тока. Данный эффект достигается путем внедрения в корпус светодиода микросхемы мультивибратора, обеспечивающего работу светодиода в импульсном режиме.