Elektro-luminiscenční diody - Ročníková práce z elektrotechnologie

Laserové diody (často nazývané polovodičové lasery) - jsou to luminiscenční diody, emitující koherentní světelné záření, když diodou prochází propustný proud (nejčastější případ), nebo když je na diodu přivedeno závěrné napětí.

Světelné záření u luminiscenčních diod vzniká při průchodu propustného proudu. Čím je tento proud větší, tím větší zářivý výkon dostaneme. Průběh této závislosti závisí na složení výchozího materiálu a může být lineární nebo nelineární (obr. 1).

Na výchozím materiálu závisí i spektrální složení vznikajícího záření. Se současným sortimentem luminiscenčních diod lze pokrýt oblast blízké infračervené a celé viditelné části spektra (obr. 2).

Schématické znázornění emise světla z krystalu polovodiče je na obr.3 spolu se schematickým znakem . Záření vzniká v oblasti přechodu PN a destičku polovodiče opouští ve všech směrech, které jsou pro generované světlo průhledné.

Voltampérová charakteristika luminiscenčních diod je na obr. 4.

Obvyklé konstrukční řešení luminiscenčních diod je na obr. 5. Destička polovodiče (1) se světlo emitujícím přechodem PN je připájena na základnu (2), která vytváří vývod vrstvy P. Tenký kovový vývodní drátek (3) připájený k vrstvě N je součástí druhého vývodu (4) odizolovaného od základny průchodkou (5). Horní část pouzdra diody je opatřena čočkou (6) k vytvoření žádaného vyzařovacího diagramu.

Výrobce Dialco General Electric TESLA Typ

521-9165 až

521-9190

521-9185

až

521-9186

SSL-5 SSL-22 WK 16400 Materiál GaAsP GaAsP - - GaAs Propustný proud IF [mA] 50 40 100 10 100 Úbytek napětí UF [V] Typ 1,8 Typ 1,6 ≤1,35 ≤2,8 ≤1,5 Vlnová délka vrcholu spektrální charakteristiky λ [μm] 0,65 0,63 až 0,67 0,94 0,7 0,9 Doba nárůstu a poklesu záření po přivedení(přerušení) proudu [ns] 10 1 300 0,5 - Přípustné závěrné napětí UR [V] 3 3 3 3 - Pracovní rozsah teplot [°C] -55 až +100

-55 až

+100

-55 až +100

-55 až

+100

-

Z tabulky vyplývá následující vlastnosti luminiscenčních diod:

1. Mají velmi rychlou odezvu, po přivedení (přerušení) propustného proudu dojde ke vzniku (zániku) záření za dobu 10-7 až 10-9 s (u žárovek je to 10-2s).

2. Výkon potřebný ke vzniku záření je velmi malý, takže luminiscenční diody mohou pracovat i v obvodech s nízkým napájecím napětím, aniž by narušovaly činnost obvodu nebo vyžadovaly přídavné napájecí zdroje.

3. Mají malou hmotnost a rozměry a z toho vyplývající velkou odolnost proti mechanickému namáhání.

4. Generované záření je přibližně monochromatické.

5. Nevzniká u nich mikrofonický jev.

6. Lze je použít v mnoha provozních podmínkách.

Dvoubarevné luminiscenční diody

Kromě dnes už hojně používané luminiscenční diody (obr.6). Se používají u dvoubarevné luminiscenční diody (obr.7).

LED diody

- je to polovodičová dioda s jedním přechodem PN, u níž se využívá zářivé rekombinace nosičů náboje. Pracuje jako přímý měnič elektrické energie na světelné záření.