Конструкция и типы светодиодов
Светодиод работает при пропускании через него тока в прямом направлении. Подключение к источнику напряжения должно производиться через элемент ограничивающий ток, например, через резистор.
УГО светодиода в электрических схемах.
31
Преимущества светодиода
•Высокая световая отдача.
•Высокая механическая прочность, вибростойкость.
•Длительный срок службы.
•Цветовая температура современных белых светодиодов может быть различной — от тёплого белого ~2700 К до холодного белого ~6500 К.
•Низкая стоимость индикаторных светодиодов.
•Экологичность.
Основные параметры светодиода:
1)напряжение прямого смещения (рабочее) Uпр, В;
2)цвет свечения и длина волны (λ), соответствующие максимальному световому потоку;
3)выходная световая мощность Рвых, мВт;
4)световой поток Ф, млм;
5)сила света — световой поток на единицу телесного угла в одном направлении, выраженная в канделах, кд;
6)яркость — отношение силы света к площади светящейся поверхности, кд/м2.
32
Основные характеристики светодиода — вольт-
амперная, яркостная и спектральная.
Яркостная (излучательная) характеристика светодиода
Вольт-амперная характеристика светодиода
аналогична характеристикам обычного выпрямительного диода при прямом смещении.
Яркостная (излучательная) характеристика представляет собой зависимость яркости излучения от прямого тока
В = ϕ(Iпр),
где В — яркость, измеряемая в канделах на квадратный метр (кд/ м2).
33
Спектральные характеристики светодиода из фосфида галлия при прямом (1) и обратном смещении (2).
Спектральная характеристика показывает зависимость относительной мощности излучения от длины волны
и ее вид зависит от легирующих материалов, имеющих разную ширину запрещенной зоны ∆W.
34
Фотодиодом (ФД) называют полупроводниковый диод, в котором под действием падающего на него светового потока образуются подвижные носители зарядов, создающие дополнительный ток (фототок) в p-n-переходе при напряжении обратного смещения.
Устройство фотодиода.
1 - коваровая или никелевая пластина, которая является корпусом с металлическим контактом с выводом 4. 2 - пластина полупроводника n-типа из кремния 2, которая служит базой фотодиода. 3 - примесная область полупроводника p-типа. 4 - металлический контакт с выводом. 5 - оксидная пленка SiO2, которая служит проявляющим слоем, повышающим чувствительность фотодиода. 6 – окно. 7 - стеклянная линза, фокусирующая световое излучение на поверхности кристалла n-типа.
Фотодиоды могут работать в двух режимах — фотодиодном |
|
(фотопреобразовательном) и вентильном |
|
(фотогенераторном). |
35 |
|
Параметры фотодиодов:
1)рабочее напряжение (в фотодиодном режиме) Uобр ном;
2)максимально допустимое обратное напряжение Uобр max (в фотодиодном режиме), когда нет электрического пробоя;
3)темновой ток Iт, мкА;
4) интегральная чувствительность показывает, на сколько изменится фототок при изменении светового потока на изменится фототок при изменении светового потока на 1 лм; 5) фотоЭДС при разомкнутой внешней цепи ЕФ = 0,5—0,6 В.
Основными характеристиками фотодиодов являются световая, вольт-амперная и спектральная характеристики.
Условное графическое обозначение фотодиода.
36
Схема изготовления мезадиодов.
Мезадиоды
Мезадиоды относятся к классу импульсных диодов. Они имеют малое время переключения и малую емкость р-п-перехода. Их особенность — изготавление групповым методом с помощью
мезатехнологии. Название этого технологического метода связано со специфической формой диодных или транзисторных структур, которая получается на одном из последних этапов групповой обработки пластины перед ее разрезанием на отдельные приборы. После избирательного травления структуры имеют форму конических выступов
— столиков, которые и называют «мезами».
37
3.Транзисторы
Транзистор – полупроводниковый электронный прибор с двумя электронно-дырочными переходами, обеспечивающий управление электрическим током посредством управляющего тока или напряжения. Также к транзисторам относят некоторые другие полупроводниковые приборы подобные им по структуре или функциональности (интегральные транзисторы).
Классификация транзисторов
38
3.1.Устройство, режимы работы и основные параметры биполярного транзистора
Биполярный транзистор – электронный полупроводниковый прибор, один из типов транзисторов, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. Транзистор называется биполярным, поскольку в работе прибора одновременно участвуют два типа носителей заряда – электроны и дырки.
У биполярных транзисторов через прибор проходят два тока
– основной «большой» и управляющий «маленький» ток. Мощность основного тока зависит от мощности управляющего воздействия.
39
Транзисторы и их условные обозначения:
а) p-n-p тип, б) n-p-n тип
40