Elementy i podzespoły optoelektroniczne

[b]Dioda elektroluminescencyjna, dioda świecąca, LED (ang. light-emitting diode) – dioda zaliczana do półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych, emitujących promieniowanie w zakresie światła widzialnego i podczerwieni.
Spis treści
[ukryj]
• 1 Wynalezienie diody
• 2 Działanie
• 3 Odmiany i zastosowania LED
• 4 Przypisy
• 5 Zobacz też
• 6 Linki zewnętrzne

Wynalezienie diody [edytuj]
Do produkcji weszła w latach sześćdziesiątych w formie opracowanej przez amerykańskiego inżyniera Nicka Holonyaka juniora, który jest uważany za jej wynalazcę.
Możliwe jest, że została wynaleziona już wcześniej, w latach 20. XX wieku. Radziecki technik radiowy Oleg Władimirowicz Łosew zauważył, że diody używane w odbiornikach radiowych emitują światło, w latach 1927-30 opublikował łącznie 16 artykułów opisujących działanie diod elektroluminescencyjnych[1].

Symbol LED
Działanie diody elektroluminescencyjnej (LED) opiera się na zjawisku rekombinacji nośników ładunku (rekombinacja promienista). Zjawisko to zachodzi w półprzewodnikach wówczas, gdy elektrony przechodząc z wyższego poziomu energetycznego na niższy zachowują swój pseudo-pęd. Jest to tzw. przejście proste. Podczas tego przejścia energia elektronu zostaje zamieniona na kwant promieniowania elektromagnetycznego. Przejścia tego rodzaju dominują w półprzewodnikach z prostym układem pasmowym, w którym minimum pasma przewodnictwa i wierzchołkowi pasma walencyjnego odpowiada ta sama wartość pędu.
Główne parametry diod LED:
• sprawność kwantowa (zewnętrzna);
• skuteczność świetlna;
• długość fali emitowanego światła;
• szerokość widmowa;
• moc wyjściowa;
• częstotliwość graniczna;
• czas narastania lub opadania;
• maksymalny prąd (przewodzenia) zasilający (w mA);
• maksymalne napięcie wsteczne (do kilku V).

Półprzewodnikiem cechującym się tego rodzaju przejściami jest arsenek galu (GaAs) i między innymi dzięki tej własności głównie on jest wykorzystywany do produkcji źródeł promieniowania (drugim powodem jest bardzo duża sprawność kwantowa – jest to parametr określający udział przejść rekombinacyjnych w wyniku których generowane są fotony do ilości nośników ładunku przechodzących przez warstwę zaporową złącza p-n, przejścia rekombinowane zachodzą w obszarze czynnym złącza).
przy czym:
• Nfot – całkowita ilość fotonów generowanych wewnątrz obszaru czynnego;
• Nnośo – całkowita ilość nośników wstrzykiwanych do obszaru czynnego złącza;
• Pprom – moc promieniowania generowanego wewnątrz półprzewodnika;
• h – stała Plancka;
• v – częstotliwość generowanego promieniowania;
• I – prąd elektryczny doprowadzony do diody;
• e – ładunek elektronu.

Charakterystyki spektralne diod elektroluminescencyjnych z GaAs pomierzone w temperaturach 77 K i 295 K.
Promieniowanie diod elektroluminescencyjnych z GaAs można uczynić widzialnym za pomocą przetworników podczerwieni, na przykład przez pokrycie powierzchni diody odpowiednim luminoforem. Promieniowanie widzialne emitują diody elektroluminescencyjne z półprzewodników trójskładnikowych GaAsP, w których tak samo jak w GaAs są spełnione warunki dla prostych przejść rekombinacyjnych. Diody z GaAsP emitują światło czerwone o długości fali l = 650 nm.
Długość fali emitowanego promieniowania zwiększa się ze wzrostem temperatury złącza. Diody emitują promieniowanie w bardzo wąskim przedziale widma: od 490 nm – kolor niebieski do 950 nm – bliska podczerwień.

Charakterystyki widmowe diod elektroluminescencyjnych.
Diody elektroluminescencyjne są wytwarzane z materiałów półprzewodnikowych (pierwiastki z III i V grupy układu okresowego np. GaAs, GaP, GaAsP o odpowiednim domieszkowaniu).

Barwa promieniowania emitowanego przez diody LED zależy od materiału półprzewodnikowego są to barwy: niebieska, żółta, zielona, pomarańczowa, czerwona.
Materiał Barwa
GaAs podczerwień

Fototyrystorem nazywamy tyrystor umieszczony w specjalnej obudowie, umożliwiającej oddziaływanie promieniowania świetlnego na jego przełączanie ze stanu blokowania do przewodzenia.

Im większe jest napięcie anoda – katoda fototyrystora, tym moc promieniowania potrzebna do przełączenia jest mniejsza. Istotną cechą fototyrystora jest to, że po przełączeniu w stan przewodzenia, utrzymuje się w nim nawet po zaniku impulsu świetlnego.
Wykonywane są głównie z krzemu i wykorzystywane jako np. fotoelektryczne przekaźniki[b][/b][/b]

bendzio napisał:

[b]Dioda elektroluminescencyjna, dioda świecąca, LED (ang. light-emitting diode) – dioda zaliczana do półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych, emitujących promieniowanie w zakresie światła widzialnego i podczerwieni.
Spis treści
[ukryj]
• 1 Wynalezienie diody
• 2 Działanie
• 3 Odmiany i zastosowania LED
• 4 Przypisy
• 5 Zobacz też
• 6 Linki zewnętrzne

Wynalezienie diody [edytuj]
Do produkcji weszła w latach sześćdziesiątych w formie opracowanej przez amerykańskiego inżyniera Nicka Holonyaka juniora, który jest uważany za jej wynalazcę.
Możliwe jest, że została wynaleziona już wcześniej, w latach 20. XX wieku. Radziecki technik radiowy Oleg Władimirowicz Łosew zauważył, że diody używane w odbiornikach radiowych emitują światło, w latach 1927-30 opublikował łącznie 16 artykułów opisujących działanie diod elektroluminescencyjnych[1].

Symbol LED
Działanie diody elektroluminescencyjnej (LED) opiera się na zjawisku rekombinacji nośników ładunku (rekombinacja promienista). Zjawisko to zachodzi w półprzewodnikach wówczas, gdy elektrony przechodząc z wyższego poziomu energetycznego na niższy zachowują swój pseudo-pęd. Jest to tzw. przejście proste. Podczas tego przejścia energia elektronu zostaje zamieniona na kwant promieniowania elektromagnetycznego. Przejścia tego rodzaju dominują w półprzewodnikach z prostym układem pasmowym, w którym minimum pasma przewodnictwa i wierzchołkowi pasma walencyjnego odpowiada ta sama wartość pędu.
Główne parametry diod LED:
• sprawność kwantowa (zewnętrzna);
• skuteczność świetlna;
• długość fali emitowanego światła;
• szerokość widmowa;
• moc wyjściowa;
• częstotliwość graniczna;
• czas narastania lub opadania;
• maksymalny prąd (przewodzenia) zasilający (w mA);
• maksymalne napięcie wsteczne (do kilku V).

Półprzewodnikiem cechującym się tego rodzaju przejściami jest arsenek galu (GaAs) i między innymi dzięki tej własności głównie on jest wykorzystywany do produkcji źródeł promieniowania (drugim powodem jest bardzo duża sprawność kwantowa – jest to parametr określający udział przejść rekombinacyjnych w wyniku których generowane są fotony do ilości nośników ładunku przechodzących przez warstwę zaporową złącza p-n, przejścia rekombinowane zachodzą w obszarze czynnym złącza).
przy czym:
• Nfot – całkowita ilość fotonów generowanych wewnątrz obszaru czynnego;
• Nnośo – całkowita ilość nośników wstrzykiwanych do obszaru czynnego złącza;
• Pprom – moc promieniowania generowanego wewnątrz półprzewodnika;
• h – stała Plancka;
• v – częstotliwość generowanego promieniowania;
• I – prąd elektryczny doprowadzony do diody;
• e – ładunek elektronu.

Charakterystyki spektralne diod elektroluminescencyjnych z GaAs pomierzone w temperaturach 77 K i 295 K.
Promieniowanie diod elektroluminescencyjnych z GaAs można uczynić widzialnym za pomocą przetworników podczerwieni, na przykład przez pokrycie powierzchni diody odpowiednim luminoforem. Promieniowanie widzialne emitują diody elektroluminescencyjne z półprzewodników trójskładnikowych GaAsP, w których tak samo jak w GaAs są spełnione warunki dla prostych przejść rekombinacyjnych. Diody z GaAsP emitują światło czerwone o długości fali l = 650 nm.
Długość fali emitowanego promieniowania zwiększa się ze wzrostem temperatury złącza. Diody emitują promieniowanie w bardzo wąskim przedziale widma: od 490 nm – kolor niebieski do 950 nm – bliska podczerwień.

Charakterystyki widmowe diod elektroluminescencyjnych.
Diody elektroluminescencyjne są wytwarzane z materiałów półprzewodnikowych (pierwiastki z III i V grupy układu okresowego np. GaAs, GaP, GaAsP o odpowiednim domieszkowaniu).

Barwa promieniowania emitowanego przez diody LED zależy od materiału półprzewodnikowego są to barwy: niebieska, żółta, zielona, pomarańczowa, czerwona.
Materiał Barwa
GaAs podczerwień

Fototyrystorem nazywamy tyrystor umieszczony w specjalnej obudowie, umożliwiającej oddziaływanie promieniowania świetlnego na jego przełączanie ze stanu blokowania do przewodzenia.

Im większe jest napięcie anoda – katoda fototyrystora, tym moc promieniowania potrzebna do przełączenia jest mniejsza. Istotną cechą fototyrystora jest to, że po przełączeniu w stan przewodzenia, utrzymuje się w nim nawet po zaniku impulsu świetlnego.
Wykonywane są głównie z krzemu i wykorzystywane jako np. fotoelektryczne przekaźniki[b][/b][/b]

wykonali:
Marcin Bendkowski
Jakub Biela

referat z elektroniki

Piękna praca

Post został pochwalony 0 razy