Презентация на тему "Светоизлучающие диоды"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Светоизлучающие диоды

• 
  Слайд 2

  ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДОВ

  1.1Светоизлучающие диоды 1.1.1Области применения и требования к приборам 1.1.2Светоизлучающий кристалл 1.1.3Устройство светоизлучающих диодов 1.1.4Светоизлучающие диоды с управляемым цветом свечения 1.1.5Индикаторы состояния 1.1.6Индикаторы на светодиодах 1.2Полупроводниковые материалы, используемые в производстве светоизлучающих диодов 1.2.1Арсенид галлия 1.2.2Фосфид галлия

• 
  Слайд 3

  Светоизлучающие диодыОбласти применения и требования к приборам

  Требования к устройству и характеристикам светоизлучающих диодов определяются областями их применения: 1) Сигнальная индикация; 2) Подсветка постоянных надписей, меток на экране, шкалах; 3) Отображение шкальной информации в бесстрелочных измерительных приборах; 4) Разнообразные функциональные применения - маркировка фотопленок, контроль быстродействующих ФЭУ и т. п. 5) При рассмотрении применения светоизлучающих диодов в качестве сигнальных индикаторов различают панельную и внутрисхемную индикацию. Рисунок 1.1 – Схематическое изображение светодиода

• 
  Слайд 4
  

  К светоизлучающим диодам для панельной индикации предъявляются следующие требования:

  а) сила света, как правило, должна превышать 1 мкд, причем яркость светоизлучающего диода должна превосходить яркость выключенного диода и яркость фона при максимально допустимой внешней освещенности; б) площадь светящейся поверхности должна быть достаточна для уверенного восприятия сигнала: при наблюдении с близкого расстояния (0,5-1м) она должна быть не менее 1-3 мм2, при наблюдении с большего расстояния - не менее 8-10 мм2; в) диаграмма направленности излучения должна быть достаточно широкой (угол излучения, как правило, должен превышать 50 °); г) светоизлучающие диоды должны изготавливаться, по крайней мере, трех цветов свечения: красного, зеленого и желтого; желательно расширение цветности; д) конструкция диодов должна иметь высокое отношение диаметра (поперечного размера) светящейся поверхности к наружному диаметру (размеру) прибора для обеспечения плотного монтажа диодов на панели.

• 
  Слайд 5
  

  Особенность применения светоизлучающих диодов для внутрисхемной индикации

  заключается в том, что они в этом случае наблюдаются с близкого расстояния (около 0,5 м) и монтируются, в основном, на печатной плате, включая ее торец. В связи с этим для внутрисхемной индикации могут использоваться диоды с малой площадью светящейся поверхности. Выводы диодов должны быть удобны для распайки на печатной плате.

• 
  Слайд 6

  Требования к приборам

  1) низкие токи питания (5-10 мА) И входные напряжения (менее 3 В) этим обеспечиваются совместимость светоизлучающих диодов с транзисторными интегральными схемами и низкая рассеиваемая мощность; последняя необходима для осуществления плотного монтажа приборов; 2) высокая надежность, больший срок службы, устойчивость к механическим и климатическим воздействиям; 3) высокая технологичность изготовления и низкая стоимость.

• 
  Слайд 7

   Светоизлучающий кристалл

  Кристаллы для светоизлучающих диодов (СИД) видимого и ИК диапазонов изготавливаются на основе эпитаксиальных структур AlGaAs/GaAs  и  GaP/GaP. Используются для изготовления светоизлучающих диодов, цифро-знаковых индикаторов.

• 
  Слайд 8

  Устройство светоизлучающих диодов

  Выпускаемые промышленностью светоизлучающие диоды по конструкции могут быть разделены на следующие группы: 1) в металло-стеклянном корпусе; 2) в конструкции с полимерной герметизацией на основе металло-стеклянной ножки или рамочного держателя 3) бескорпусные диоды. а – плоская; б – плоскопланарная; в – волусферическая; 1 – выводы; 2 – кристалл; 3 – полимерная линза. Рисунок 1.2 Конструкция светодиодов. а б в

• 
  Слайд 9

  Светоизлучающие диоды с управляемым цветом свечения

  Светоизлучающие диоды - одни из немногих источников света, которые позволяют реализовать управляемое изменение цвета свечения. В настоящее время рассмотрено несколько путей создания светоизлучающих диодов с управляемым цветом свечения: двухпереходный однокристальный GaP диод; однопереходный двухполосный однокристальный GaP диод; двухкристальный биполярный диод с параллельным соединением кристаллов; двухкристальный диод с независимым включением кристаллов; двухпереходный однокристальный диод. один из р-n-переходов которого излучает красный свет, а другой - инфракрасное излучение, преобразуемое с помощью антистоксового люминофора в зеленое свечение. Структура светодиода с управляемым цветом свечения (а); его принципиальная схема (б).

• 
  Слайд 10

  Индикаторы на светодиодах

  Размер индикатора зависит от расстояния до наблюдателя. Высота символов обычно выбирается из расчета угла наблюдения 10-24', причем угол наблюдения (в минутах) определяется выражением:   Угол наблюдения = 120 arctg (h/2d),   где h-высота символа, a d–расстояние от глаза до индикатора. Рисунок 1.4 - Форматы буквенно-цифровых индикаторов на основе светодиодов

• 
  Слайд 11

  Уточненный расчет эффективности

  Ω=2π(1-cosα/2)=2*3,14(1-cos17,5/2)=0.0731; I=F/Ω, →F=I Ω= 6.4.*0,0731=0,47лм; E2= F/P =0.47лм /0.072Вт=6.5 лм/Вт. Ω2=0.0731, F2=0.47 лм, E2=6.5 лм/вт.

• 
  Слайд 12

  Расчет составляющих эффективности

  Схема энергетических потерь в светодиоде.

• 
  Слайд 13

  Графический расчет световой мощности

  световая эффективность определится как отношение световой мощности к оптической:   Ev=Fv/Fe (2.5)   где Fe, Fv - интегралы функций Fe(λ), Fv(λ).

• 
  Слайд 14

  Структурные составляющие эффективности светодиода.

  Теперь, зная энергетическую и световую эффективность, можно определить общую эффективность:   E=Ee*Ev(2.6)

• 
  Слайд 15

  Расчет инжекции не основных носителей тока

  І- зона проводимости; ІІ –запрещённая зона; ІІІ – валентная зона Рисунок 2.5 - Энергетическая диаграмма, поясняющая механизм действия инжекционного светодиода (а); его яркостная характеристика (б) и эквивалентная схема.

• 
  Слайд 16

  Расчётсветодиодного резистора

  Светодиод должен иметь резистор последовательно соединенный в его цепи, для ограничения тока, проходящего через светодиод, иначе он выйдет из строя практически мгновенно. Резистор R определяется по формуле : R = (V S - V L) / I V S = напряжение питания V L= прямое напряжение, расчётное для каждого типа диодов (как правило от 2 до 4 волт) I = ток светодиода (например 20мA), это должно быть меньше максимально допустимого для выбраного диода Например: Если напряжение питания V S = 9 В, и есть красный светодиод (V = 2V), требующие I = 20мA = 0.020A, R = ( 9 В) / 0.02A = 350 Ом. Вычисление светодиодного резистора с использованием Закон Ома Закон Ома гласит, что сопротивление резистора R = V / I, где : V = напряжение через резистор (V = S - V L в данном случае) I = ток через резистор Итак R = (V S - V L) / I =(9В-3,6В)/0,02А=270Ом. Рисунок 2.6 - Схема подключения .