62362 (Електроніка та мікропроцесорна техніка), страница 6
Описание файла
Документ из архива "Електроніка та мікропроцесорна техніка", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "коммуникации и связь" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "коммуникации и связь" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "62362"
Текст 6 страницы из документа "62362"
VІ. Запитання для самостійного опрацювання:
-
Фотодіоди, світлодіоди
-
Їх будова, принцип дії, маркування
VІІ. Методичні вказівки до опрацювання: Теоретична частина.
VІІІ. Контрольні питання для перевірки якості засвоєння знань:
-
Що називають фотодіодом?
-
Що таке світлодіод?
-
Принцип роботи та призначення фото- та світло діодів?
-
Яким чином відбувається маркування?
ІХ. Підсумки опрацювання
Підготував викладач: Бондаренко І.В.
Теоретична частина: Напівпровідникові діоди
План:
-
Фотодіоди, світлодіоди
-
Їх будова, принцип дії, маркування
Література
1. Фотодіоди, світло діоди
Напівпровідниковий фотодіод - це напівпровідниковий діод, зворотний струм якого залежить від освітленості. Зазвичай як фотодіод використовують напівпровідникові діоди з p-n переходом, який зміщений у зворотному напрямі зовнішнім джерелом живлення.
При поглинанні квантів світла в p-n переході або в прилеглих до нього областях утворюються нові носії заряду. Неосновні носії заряду, що виникли в областях, прилеглих до p-n переходу на відстані, що не перевищує дифузійної довжини, дифундують в p-n перехід і проходять через нього під дією електричного поля. Тобто зворотний струм при освітленні зростає. Поглинання квантів безпосередньо в p-n переході приводить до аналогічних результатів. Величина, на яку зростає зворотний струм, називається фотострумом.
Властивості фотодіода можна охарактеризувати наступними характеристиками.
а) вольт-амперна характеристика фотодіода є залежністю світлового струму при незмінному світловому потоці і темнового струму Iтемн від напруги.
б) світлова характеристика фотодіода, тобто залежність фотоструму від освітленості, відповідає прямій пропорційності фотоструму від освітленості. Це обумовлено тим, що товщина бази фотодіода значно менше дифузійної довжини неосновних носіїв заряду. Тобто практично всі неосновні носії заряду, що виникли в базі, беруть участь в утворенні фотоструму.
г) спектральна характеристика фотодіода - це залежність фотоструму від довжини хвилі падаючого світла на фотодіод. Вона визначається з боку великих довжин хвиль шириною забороненої зони, при малих довжинах хвиль великим показником поглинання і збільшення впливу поверхневої рекомбінації носіїв заряду із зменшенням довжини хвилі квантів світла. Тобто короткохвильова межа чутливості залежить від товщини бази і від швидкості поверхневої рекомбінації. Положення максимуму в спектральній характеристиці фотодіода сильно залежить від ступеня зростання коефіцієнта поглинання.
д) постійна часу - це час, протягом якого фотострум фотодіода змінюється після освітлення або після затемнення фотодіода в е разів (63%) по відношенню до сталого значення.
е) темновоє опір - опір фотодіода у відсутність освітлення.
ж) інтегральна чутливість
з) інерційність.
Існує 3 фізичних чинника, впливаючих на інерційність:
1) час дифузії або дрейфу нерівноважних носіїв через базу t ;
2) час прольоту через p-n перехід
3) час перезарядки бар'єрної ємкості p-n переходу, що характеризується постійною часу RСбар .
Товщина p-n переходу, залежна від зворотної напруги і концентрації домішок в базі, зазвичай менше 5 мкм. RCбар визначається бар'єрною ємкістю p-n залежною від напруги і опору бази фотодіода при малому опорі навантаження в зовнішньому ланцюзі. Величина RСбар порядка декілька наносекунд.
Світлодіод - це напівпровідниковий прилад, що здатен перетворювати електричну енергію безпосередньо у світлову. За своєю структурою, світлодіод подібний до звичайного напівпровідникового діоду, так само як і будь який напівпровідниковий діод, світлодіод має властивість односторонньої електропровідності, але, при протіканні електричного струму у "прямому" напрямі, на кристалі, в зоні контакту напівпровідників різного типу провідності, виникає світіння. Довжина світлової хвилі, яку ми сприймаємо як колір, залежить лише від структурних та хімічних особливостей напівпровідників. Ніякі зміни характеристик струму живлення світлодіода ( сила струму, частота, напруга ) не можуть вплинути на довжину хвилі випромінюваного світла.
Та немає таких обмежень, які б не спробувала здолати конструкторська думка. Ніщо не заважає розмістити у одному корпусі кілька кристалів з різним кольором світіння. Першими були створені двокольорові світлодіоди. Конструктори скористались тим, що світлодіод здатен проводити струм лише у одному напрямі, розмістивши на одній основі два кристали, під'єднані до виводів живлення зустрічно.
Зі зміною полярності живлення змінюється колір світіння з червоного на зелений. Здатність ока утримувати зорові образи, на якій побудована техніка кіно і телебачення, дозволила підбираючи співвідношення тривалостей імпульсів протилежної полярності змінювати пропорції червоного та зеленого отримуючи проміжні кольори як видно з діаграми кольорів, це всі відтінки жовтого.
Діаграма кольорів також показує, що отримати біле світло можна змішуючи світло червоного, зеленого та синього світлодіодів, проблема лише в тому, що сині світлодіоди до недавнього часу було неможливо виготовити.
Нині проблема вирішена, серійно виробляються світлодіодні RGB сборки , так звані RGB світлодіоди , але їх сфера використання в основному багатокольорові дисплеї та рекламні табло.
Технологічно виявилось можливим виготовити світлодіоди жовтого кольору світіння, діаграма кольорів підказує можливість отримання білого світла змішуючи жовте з синім.
Необхідність використання кількох кристалів суттєво здорожує технологію.
Тому найбільшого розповсюдження серед світлодіодів білого світіння набули світлодіоди з люмінофорним покриттям, саме вони стоять у всіх китайських ліхтариках, саме ці світлодіоди мають на увазі кажучи про "білі світлодіоди". Головна перевага світлодіодів з люмінофорами - їх дешевизна.
За принципом дії такі світлодіоди подібні до люмінесцентних ламп. На кристал фіолетового, або ультрафіолетового світлодіода наноситься покриття люмінофору, що під дією ультрафіолетового випромінення починає світитися сам, але вже білим світлом. Зрозуміло, так само як вигоряє люмінофор люмінесцентних ламп, зменшуючи світловіддачу, вигоряє і люмінофор світлодіода. Фактично, світлодіоди невисокої якості за 2 - 3 місяці зменшують світловіддачу вдвоє.
Ознакою гарної якості є рівномірність нанесення шару люмінофору та його хімічна чистота. Якщо з десятка вибраних світлодіодів половина відрізняється відтінками кольору, висока ймовірність того, що зв'язуватись з цією партією не варто.
Друга важлива складова - електричні та теплові параметри. Якщо через світлодіод пропускати більший струм, ніж той на який він розрахований, світлодіод світитиме яскравіше, але внаслідок виділення тепла кристал швидко деградує. Замість сотень тисяч годин світлодіод пропрацює десятки, поступово втрачаючи яскравість.
У бідь якому разі над яскраві світлодіоди не є джерелами холодного світла, не зважаючи на відсутність в них ниті розжарювання - вони нагріваються під час роботи. Ефективність тепловідведення дуже важлива для світлодіода. Цю особливість слід враховувати при проектуванні.
Ще одна відмінність світлодіоду віл звичайних ламп розжарювання - виражена нелінійність вольт - амперної характеристики. Невеличкі зміни напруги живлення призводять до значних коливань струму.
2. Їх будова, принцип дії, маркування
| Тип светодиода | Колір корпуса або мітка на корпусі Цвет корпуса или метка на корпусе | Мітка біля анода (+) Метка у анода (+) | Мітка біля катода (-) Метка возле катода (-) |
|
| Д9Б | - -- | червоне кільце красное кольцо | - -- |
|
| Д9В | - -- | оранжеве або червоне + оранжеве кільце оранжевое или красное + оранжевое кольцо | - -- |
|
| Д9Г | - -- | жовте або червоне + жовте кільце желтое или красное + желтое кольцо | - -- |
|
| Д9Д | - -- | біле або червоне + біле кільце белое или красное + белое кольцо | - -- |
|
| Д9Е | - -- | блакитне або червоне + блакитне кільця голубое или красное + голубое кольца | - -- |
|
| Д9Ж | - -- | зелене або червоне + зелене кільце зеленый или красный + зеленый кольцо | - -- |
|
| Д9И Д9Ы | - -- | два жовті кільця две желтые кольца | - -- |
|
| Д9К | - -- | два білі кільця два белые кольца | - -- |
|
| Д9Л | - -- | два зелені кільця два зеленые кольца | - -- |
|
| Д9М | - -- | два блакитні кільця два голубые кольца | - -- |
|
| КД102А | - -- | зелена крапка зеленая точка | - -- |
|
| КД102Б | - -- | синя крапка синяя точка | - -- |
|
| 2Д102А | - -- | жовта крапка желтая точка | - -- |
|
| 2Д102Б | - -- | оранжева крапка оранжевый точка | - -- |
|
| КД103А | чорний черный | синя крапка синяя точка | - -- |
|
| КД103Б | зелений зеленый | жовта крапка желтая точка | - -- |
|
| 2Д103А | - -- | біла крапка белая точка | - -- |
|
| КД105Б | крапка відсутня точка отсутствует | біла або жовта смуга белая или желтая полоса | - -- |
|
| КД105В | зелена крапка зеленая точка | біла або жовта смуга белая или желтая полоса | - -- |
|
| КД105Г | червона крапка красная точка | біла або жовта смуга белая или желтая полоса | - -- |
|
| КД105Д | біла або жовта крапка белая или желтая точка | біла або жовта смуга белая или желтая полоса | - -- |
|
| КД208А | жовта крапка желтая точка | чорна, зелена або жовта крапка черная, зеленая или желтая точка | - -- |
|
| КД209А | - -- | чорна, зелена або жовта крапка черная, зеленая или желтая точка | - -- |
|
| КД209Б | біла крапка белая точка | чорна, зелена або жовта крапка черная, зеленая или желтая точка | - -- |
|
| КД209В | чорна крапка черная точка | чорна, зелена або жовта крапка черная, зеленая или желтая точка | - -- |
|
| КД209Г | зелена крапка зеленая точка | чорна, зелена або жовта крапка черная, зеленая или желтая точка | - -- |
|
| КД221А | - -- | блакитна крапка голубая точка | - -- |
|
| КД221Б | біла крапка белая точка | блакитна крапка голубая точка | - -- |
|
| КД221В | чорна крапка черная точка | блакитна крапка голубая точка | - -- |
|
| КД221Г | зелена крапка зеленая точка | блакитна крапка голубая точка | - -- |
|
| КД221Д | бежева крапка бежевая точка | блакитна крапка голубая точка | - -- |
|
| КД221Е | жовта крапка желтая точка | блакитна крапка голубая точка | - -- |
|
| КД226А | - -- | - -- | оранжеве кільце оранжевое кольцо |
|
| КД226Б | - -- | - -- | червоне кільце красное кольцо |
|
| КД226В | - -- | - -- | зелене кільце зеленое кольцо |
|
| КД226Г | - -- | - -- | жовте кільце желтое кольцо |
|
| КД226Д | - -- | - -- | біле кільце белое кольцо |
|
| КД226Е | - -- | - -- | блакитне кільце голубое кольцо |
|
| КД243А | - -- | - -- | фіолетове кільце фиолетове кольцо |
|
| КД243Б | - -- | - -- | оранжеве кільце оранжевое кольцо |
|
| КД243В | - -- | - -- | червоне кільце красное кольцо |
|
| КД243Г | - -- | - -- | зелене кільце зеленое кольцо |
|
| КД243Д | - -- | - -- | жовте кільце желтое кольцо |
|
| КД243Е | - -- | - -- | біле кільце белое кольцо |
|
| КД243Ж | - -- | - -- | блакитне кільце голубое кольцо |
|
| КД247А | - -- | - -- | два фіолетові кільця два фиолетовые кольца |
|
| КД247Б | - -- | - -- | два оранжеві кільця два апельсина кольца |
|
| КД247В | - -- | - -- | два червоні кільця две красные кольца |
|
| КД247Г | - -- | - -- | два зелені кільця два зеленые кольца |
|
| КД247Д | - -- | - -- | два жовті кільця две желтые кольца |
|
| КД247Е | - -- | - -- | два білі кільця два белые кольца |
|
| КД247Ж | - -- | - -- | два блакитні кільця два голубые кольца |
|
| КД410А | - -- | червона крапка красная точка | - -- |
|
| КД410Б | - -- | синя крапка синяя точка | - -- |
|
| КД509А | - -- | синє вузьке кільце голубое узкое кольцо | синє широке кільце синее широкое кольцо |
|
| 2Д509А | - -- | синя крапка и вузьке кільце синяя точка и узкое кольцо | синє широке кільце синее широкое кольцо |
|
| КД510А | - -- | два зелені вузькі кільця два зеленые узкие кольца | зелене широке кільце зеленое широкое кольцо |
|
| 2Д510А | - -- | зелена крапка зеленая точка | зелене широке кільце зеленое широкое кольцо |
|
| КД521А | - -- | два сині вузькі кільця два синие узкие кольца | синє широке кільце синее широкое кольцо |
|
| КД521Б | - -- | два сірі вузькі кільця два серые узкие кольца | сіре широке кільце серое широкое кольцо |
|
| КД521В | - -- | два жовті вузькі кільця две желтые узкие кольца | жовте широке кільце желтое широкое кольцо |
|
| КД521Г | - -- | два білі вузькі кільця два белые узкие кольца | біле широке кільце белое широкое кольцо |
|
| КД522А | - -- | чорне широке кільце черное широкое кольцо | чорне вузьке кільце черное узкое кольцо |
|
| КД522Б | - -- | чорне широке кільце черное широкое кольцо | два чорні вузькі кільця две черные узкие кольца |
|
| 2Д522Б | - -- | чорне широке кільце черное широкое кольцо | чорна крапка черная точка |
|
| КДС111А | червона крапка красная точка | - -- | - -- |
|
| КДС111Б | зелена крапка зеленая точка | - -- | - -- |
|
| КДС111В | жовта крапка желтая точка | - -- | - -- |
|
| КЦ422А | - -- | - -- | чорна крапка черная точка |
|
| КЦ422Б | біла крапка белая точка | - -- | чорна крапка черная точка |
|
| КЦ422В | чорна крапка черная точка | - -- | чорна крапка черная точка |
|
| КЦ422Г | зелена крапка зеленая точка | - -- | чорна крапка черная точка |
|
Контрольні запитання:
-
Що називають фотодіодом?
-
Що таке світлодіод?
-
Принцип роботи та призначення фото- та світло діодів?
-
Яким чином відбувається маркування?
Інструкційна картка №7 для самостійного опрацювання навчального матеріалу з дисципліни «Основи електроніки та мікропроцесорної техніки»
