3.4.3. Типы светодиодов и их применение

Светодиоды находят все более широкое применение в качестве источников света в автоматике, измерительной технике, кинема­тографии и других областях благодаря целому ряду преимуществ. Они имеют малые габариты и вес, практически неограниченный срок службы, высокую стабильность, высокое быстродействие, работают при низких напряжениях питания, потребляют малую электрическую мощность, позволяют получать различный цвет свечения, просты в эксплуатации, устойчивы к механи­ческим воздействиям и действию окружающей среды, имеют низ­кую стоимость при массовом изготовлении, позволяют использо­вать их в электронных схемах с другими полупроводниковыми приборами. Технология изготовления светодиодов совместима с технологией изготовления полупроводниковых интегральных мик­росхем.

Светодиоды нашли основное применение в качестве световых индикаторов на панелях управления электронной аппаратуры. Они могут служить элементами святящихся табло для отраже­ния различной информации, индикаторами перегрузки, включе­ния аппаратуры, измеряемых величин взамен стрелок на панелях измерительных приборов.

Система обозначений светодиодов такая же, как для обычных диодов: первый элемент — буква, обозначающая материал светодиода; например, на базе соединений галлия (арсенида галлия, фосфида галлия) — буква А, на базе карбида кремния — К; второй элемент — буква Л — обозначает тип прибора по принципу действия — люминесцентный; третий и четвертый элементы — число и буква — соответствуют порядковому номеру разработки данного типа и группе по параметрам. Примеры обозначений: АЛ102Б, КЛ101В.

В кинотехнике светодиоды могут быть использованы как све­товые индикаторы включения звуковоспроизводящей и электро­питающей аппаратуры, как пик-индикаторы — указатели превы­шения номинальной мощности усилителя, а также в качестве источников света при фотографической записи звука и в системе воспроизведения фотографической фонограммы.

Для визуального контроля работы электронной аппаратуры используют светодиоды из фосфида галлия типа АЛ102А, Б (красное свечение) и АЛ 102В (зеленое свечение). Светодиоды типа АЛ301А, Б (красное свечение) могут быть использованы

Единичные

Рис. 3.29. Светодиоды для отображения информации: а — много- элементный светодиод типа КЛ104А; б — его цоколевка; в — све­тящаяся панель; г — принцип создания экранов буквенно-цифровой информации

элементы

Линза

к»:

•ООО О

SOOOO Г

•••••

w

при киносъемке для фиксации на непроявленную пленку различ­ных отметок. Например, временных и синхронизирующих. Эти же светодиоды можно использовать взамен лампы накаливания при воспроизведении фотографической фонограмы в передвиж­ных киноустановках, где особенно важно уменьшить потребление энергии и облегчить тепловой режим аппаратуры.

Светодиоды на основе карбида кремния серии КЛ101А, Б, В дают желтое свечение и могут быть использованы как светящие­ся элементы на табло отображения информации. Например, для неподвижной и движущейся рекламы. Для отображения цифро­вой или буквенной информации разработаны светодиоды серий КЛ104А, Б и КЛ105А, Б, В, а также Б-60, Б-120 и др. (рис. 3.29, а). Такой светодиод представляет собой полупровод­никовую пластину размером 5X8 мм², на которой сформировано несколько светящихся единичных элементов (рис. 3.29, в). Ком­бинация из семи таких элементов позволяет получить любую светящуюся цифру от 0 до 9 (рис. 3.29, б). Прибор оформлен в пластмассовом корпусе, со стеклянной полусферической линзой диаметром 14 мм и имеет массу 7 г. Единичый элемент имеет габариты 1,5X1,5X0,3 мм, массу 0,05 г. Корпус имеет по одному выводу от катода каждого единичного элемента и один общий

вывод от анодов. Конструкция позволяет монтировать приборы в любом количестве на табло при помощи панелей для пальчи­ковых ламп и высвечивать необходимую информацию.

Для экранов буквенно-цифровой индикации на одной пласти­не, являющейся подложкой, размещается набор светодиодов; например, семь рядов по пять светодиодов в каждом (рис.

28. г) — получается матрица из 35 единичных элементов, вы­воды от которых соединены с проводящими шинами соответст­вующего ряда и столбца. При подаче на определенную группу светодиодов прямого напряжения получается светящееся изобра­жение требуемого знака. В интегральном исполнении такая мат­рица представляет собой интегральную микросхему. Из этих мат­риц составляется экран, отображающий определенную информа­цию.

Светодиоды на основе арсенида галлия серии АЛ 106 А, Б, В дают инфракрасное излучение, которое в большинстве случаев не влияет на необработанную пленку, поэтому они могут быть ис­пользованы в устройствах автоматического контроля при изго­товлении и обработке кинофотоматериалов.

В приборах для измерения электрического тока или напряже­ния единичные светодиоды могут быть расположены по одной линии, создавая светящуюся полоску, длина которой изменяется в зависимости от измеряемой величины. Значение этой величины определяют по шкале, проградуированной в соответствующих единицах.

Большое распространение получили светодиоды в устройствах передачи информации с помощью светового потока. Такие уст­ройства получили название оптоэлектронных. Основными элемен­тами в них являются управляемый источник света (фотоизлу­чатель) и фотоприемник. Управляемым источником света назы­вают такой источник, яркость свечения или световой поток ко­торого линейно зависит от тока или напряжения. В современной электронике в качестве фотоизлучателя используют светодиод. В качестве фотоприемников используют фоторезисторы, фотодио­ды, фототранзисторы и фототиристоры. Фотоизлучатель и фото­приемник образуют оптопару. Это могут быть дискретные эле­менты, смонтированные в одном устройстве и используемые в оптоэлектронной аппаратуре, но чаще они представляют собой интегральную микросхему.

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой светоизлучающий диод и для чего он используется?

2. Объясните процессы, происходящие в светодиоде, с помощью энергетической

диаграммы.

3. Нарисуйте и объясните яркостную характеристику светодиода.

4. Что называют чувствительностью светодиода по яркости?