Справочные характеристики светодиодов и устройство

Светодиод это полупроводниковый источник света. Генерация света в нем осуществляется за счет энергии, выделяемой при рекомбинации носителей тока дырок или электронов, в зависимости от проводимости p-n перехода, на границе полупроводниковых материалов.
Радиоконструкторы на любой вкус

Общие принипы работы светодиодов

Характер проводимости этих свето излучающих полупроводниковых элементов определяется как самим материалом, так и добавлеными легирующими веществами. Как нам уже известно при подаче напряжения прямой полярности через p-n переход начнет течь ток ток, а при рекомбинации электронов и дырок происходит выброс энергии соответствующий видимому диапазону спектра с длиной волны от 700 до 400 нм.

Для получения свечения в красных и желтых областях применяются полупроводниковые МДГС (многопроходные двойные гетероструктуры) на основе GaAlAs и AlGalnP, а для зеленого и синего свечения — на основе нитридов индия и галлия и их производных (InN, GaN, InGaN, AlInGaN).

Излучение генерируется на р-n переходе между кристаллом и кристаллодержателем, к которым через электроды подается напряжение требуемой полярности. С помощью отражателя боковое излучение направляется вдоль оптической оси светоизлучаещего элемента. Все внутренние элементы залиты прозрачным полимером с максимально высоким коэффициентом преломления являющимся корпусом. Купол корпуса выполняет функцию линзы.

Внешние выводы используются не только для подачи напряжения, но и для фиксации на печатных платах. Кроме торцевой конструкции, имеются элементы, у которых внешние выводы расположены в плоскости основания.

Сверхъяркие светодиоды белого свечения конструкция и параметры

В начале девяностых годов миру был представлен первый светодиод синего и белого цвета свечения. С тех пор началась и продолжается по настоящее время технологическая гонка в производстве сверхъярких мощных светодиодов белого свечения. Известно, что ни какой светодиод не способен излучать белый свет, так как белый свет это сумма всех цветов. Поэтому цвет излучения зависит от ширины энергетической запрещенной зоны перехода, где осуществляется рекомбинация электронов и дырок.

Ширина энергетической запрещенной зоны, как нам уже известно зависит от материала добавленного в полупроводник. Так для получения белого света на кристалл синего светодиода наносят тонкий слой люминофора, который под воздействием синего спектра испускает жёлтый и красный свет. В результате смешения синего, жёлтого и красного на выходе получаем белый свет.

Сверхъяркие светодиоды белого свечения

Напряжение питания сверхъярких светодиодов, как правило, составляет от 2,8 до 3,9 вольт. Срок эксплуатации светодиодов хоть и достаточно велик, но они очень чувствительны к токовым перегрузкам. Чтобы исключить их перегрузки а, следовательно полный или частичный выход из строя, необходимо использовать драйверы питания для светодиодов на специализированных микросхемах, а для регулировки яркости свечения рекомендуется применять импульсную модуляцию. Устройство типичного сверхъяркого светодиода, показано на схеме ниже:

Устройство типичного сверхъяркого светодиода

Следует упомянуть, что мощный сверхъяркий светодиод, изготовленный с нарушением технологии через некоторое время работы теряет свою светоотдачу. Как правило, они продаются на китайских аукционах дешевле аналогов. Это происходит из-за того, что желтеет эпоксидный материал колбы и уменьшается излучающая способность синего светодиодного чипа с нанесенным на него слоем люминофора.

Основные параметры светодиодов

Характеристики светодиодов можно разделить на входные и выходные. К входным параметрам относятся: прямой ток Iпр; прямое падение напряжения при номинальном токе Uпр; максимально допустимое обратное напряжение Uобр. макс; вольтамперная характеристика.

Номинальный прямой ток Iпр через кристалл размером 0,1 х0,1 мм равен 20-40 мА. Максимально допустимый прямой ток Iпр макс зависит от условий охлаждения, конструкции светодиода, а при импульсном режиме — от скважности импульсов.

Прямое падение напряжения Uпр на светодиоде при номинальном токе зависит от энергии излучаемых квантов и составляет от 1,5 В для диодов, излучающих в ИК-области, до 4,2 В для светодиодов, излучающих синий и фиолетовый свет.

К выходным параметрам относятся: световой поток Ф; угол излучения; осевая сила света I0; цветность излучения или длина волны в области максимума излучения λмакс; световая отдача (для ИК-диодов — КПД); яркость L (указывается для светящихся пластин); инерционность т; люмен-амперная характеристика (зависимость светового или лучистого потока светодиода от прямого тока).

Справочник на отечественные светодиоды

В данном справочнике вы найдете параметры и описание на следующие отечественные светодиоды КЛ101А, КЛ101Б, КЛ101В, 2Л101А, 2Л101Б, АЛ102А, АЛ102АМ, АЛ102Б, АЛ102БМ, АЛ102В, АЛ102ВМ, АЛ102Г, АЛ102ГМ, АЛ102Д, АЛ102ДМ, 3Л102А, 3Л102Б, 3Л102В, 3Л102Г, 3Л102Д, АЛ112А..М, АЛ301А-1, АЛ301Б-1, АЛ307АМ..НМ, АЛ310А, АЛ310Б, АЛ316А, АЛ316Б, АЛС331А, 3ЛС331А, АЛ341А..И, КЛ360А, КЛ360Б, 3Л360А, 3Л360Б, КЛД901А, КИПД01А-1Л, КИПД01Б-1Л, КИПД02А-1К, КИПД02Б-1К, КИПД02В-1Л,КИПД02Г-1Л, КИПД02Д-1Ж, КИПД02Е-1Ж, КИПМ02А-1К, КИПМ03А-1К, КИПМ04Б-1К и многие другие

Устройство и параметры мигающих светодиодов

Мигающий светодиод (МС) это обычный светоизлучающий полупроводник, но имеющий встроенный интегральный генераторо импульсов с частотой следования импульсов 1,5 – 3 Гц. МС это завершенный функциональный прибор, который выполняет функцию световой сигнализации.

Кроме того, мигающий светодиод довольно универсален – напряжение питания его может находиться в диапазоне от 3 до 14 вольт – для высоковольтных, и от 1,8 до 5 вольт для низковольтных МС. Использование мигающих светодиодов оправдано в компактных схемах, где существуют жесткие требования к габаритам компонентов и электропитанию – мигающие светодиоды очень энергоэкономичны, т.к схема МС построена на МОП структурах. Такой светодиод с легкостью способен заменить целый функциональный узел. На принципиальных схемах он обозначается следующим образом.

графическое обозначение мигающего светодиода на принципиальных схемах

Если взглянуть через прозрачный корпус МС, то можно увидеть, что конструктивно он состоит из двух частей. На основании отрицательного вывода (катода) размещён светоизлучающий кристалл. Чип внутреннего генератора размещён на основании анодного вывода. С помощью трех перемычек соединяются все компоненты этого устройства.

Мигающий светодиод - устройство

Чип генератора состоит из ВЧ генератора – он работает постоянно - частота его колеблется в диапазоне близком к 100 кГц. Совместно с ним работает делитель на логических элементах, который делит ВЧ импульсы до уровня 1,5 – 3 Гц.

Как проверить светодиод

Светодиод по своей внутренней структуре напоминает обычный диод. Поэтому проверить его можно аналогичным образом — включением в прямом направлении, т.е. между анодом и катодом светодиода необходимо приложить положительное напряжение. Проверка не составит больших проблем, если у вас есть мультиметр. В отличие от стандартных кремниевых диодов, прямое напряжение на которых около 0,6…0,7 В, светодиод обладает более высоким значением этого параметра, причем в зависимости от цвета свечения и материала изготовления. Так красные светоизлучающие полупроводники имеют напряжение – 1,5…2 В, зеленые – 1,9…4 В, белые – в районе 3…3,5 В.