Karakteristisk
LED er en diode halvleder (junction PN), at når strømtilførsel udsender synligt lys for at LED (Udstedelse Diode of Light).
Lyset er ikke sort / hvid (som i en laser), men den består af en hæslig band relativt det indsnævrer og det er produceret af den energi interacções af electrão. Processen med lys-emissionen for anvendelsen af en kilde Eléctrica af energi eletroluminescência kaldes. Under alle vejkryds PN polariseret directamente, inde i strukturen, tæt på krydset, de sker recombinations af huller og electrões. Denne rekombination kræver, at den energi besat af at electrão, at indtil da var fri, blive befriet, hvad der sker i form af varme eller lys fotoner.
I silicium og i germanium, at du / de er de grundlæggende elementer i dioder og transistorer, blandt andre komponenter electrónicos, er det meste af den energi, befriede i form af varme, er ubetydelige den udsendte (på grund af forureningen af det materiale, ) lys, og de komponenter, der arbejder med større nuværende kapacitet kommer til behovet for irradiadores af varme (dissipadores) for at hjælpe med vedligeholdelse af denne temperatur i en acceptabel landing.
Allerede i andre materialer, som gálio (GaAs) arseneto eller gálio (GAP) fosfeto, at antallet af udsendte lys fotões er nok til at udgøre ganske effektive lyskilder.
Den forenklede form af et vejkryds PN af en LED viser hans / hendes eletroluminescência proces. Materialet dopante af et område af halvleder indeholder atomer med en elektron mindre i valens band i forhold til det materiale, halvleder. I forbindelse) ionerne af dette materiale dopante ("taker" ioner fjerne elektroner fra valens af halvledere, der forlader "huller", derfor (eller huller), halvlederindustrien bliver af den type, P. På det andet område af for halvledere, det materiale dopante indeholder atomer med en elektron mere end den rene halvleder i hans / hendes valens strip. Derfor i den forbindelse, elektronen er tilgængelig i form af fri-elektron, der danner halvleder af den type N.
The halvledere kan også være af den erstatning type, dvs de har begge dopantes (P og N). I dette tilfælde vil dopante i større koncentration afgøre, hvilken type hører halvleder. For eksempel er de eksisterede mere dopantes end de ville tage til P end af typen N, vil halvleder være af typen P. Det vil indblande, dog i en reduktion af den mobilitet formidler.
Mobiliteten i Strøerne er lethed med at belastninger n og p (elektroner og huller) krydser krystalstruktur af materialet uden kolliderede med vibration af strukturen. Som større mobilitet formidler, vil mindre være tab af energi, derfor sænke den vil være resistividade.
På området for kontakt af de områder, elektroner og huller, hvis recombinam, at skabe et fint lag næsten fritaget for belastning ribber, opkaldet potentiel hindring, hvor vi bare har ioner "donorer" i området N og "taker" ioner af området P, at der for de nuværende ikke indlæse formidler "isolere" de øvrige huller af materialet P i andre elektroner fri fra det materiale N.
En fri-elektron eller en forskel kan kun krydse potentiel hindring af anvendelsen af eksterne (direkte polarisering af krydset) energi. Her er det nødvendigt at understrege en fysisk kendsgerning af halvleder: i disse materialer, kan elektronerne kun påtage sig et vist niveau af energi (diskret niveauer), idet valens bands og transport den ene af større energi niveauer for elektroner besætte.
Området forstod blandt toppen af den ene af valens og ringere del af den ene af transport er det, der kaldes "forbudt band." Hvis materialet halvleder er ren, han / hun ikke vil have elektronerne i at bandet ( Derefter at blive kaldt "forbudt"). The rekombination mellem elektroner og huller, at det sker efter at have vundet den potentielle barriere, kan ske i valens-båndet eller de forbudte. Muligheden for at rekombination ske i de forbudte band, hvis den skylder til oprettelsen af elektroniske tilstande energi i dette område for indførelsen af andet slam i materialet.
Som rekombination sker lettere i tættere af energi i transport båndet, kan det være valgt slam passende for foretagelse af lysdioder, i hvordan de udstille hende / det hensigtsmæssigt bands for emission af farven af eftersøgte (bestemt bølgelængde ) lys.
Operation
Det udsendte lys er ikke monokromt, men de farvede bånd er forholdsvis smal. Farven derfor afhængige af krystal og dopagem urenheder med, at komponenten er fremstillet.
LED, der bruger gálio arseneto udsender infrarøde stråler. Indtagelse af narkotika med match, kan emissionen være røde eller det gule, efter aftale med fusionen. Bliver brugt gálio fosfeto med dopagem af kvælstof, kan lysets være grøn eller det gule.
I dag, med brug af andre materialer, er det kommet til at fremstille lysdioder, der udsender lys blå, violet og selv ultra-violet.
De findes også den hvide lysdioder, men de er som regel udstedelse lysdioder blå farve, dækket med et lag af match af samme type, der anvendes i lysstofrør, der absorberer det blå lys, og det udsender det hvide lys.
Med barateamento af prisen, hans / hendes høje indkomster og hans / hendes store holdbarhed, der lysdioder blevet stor erstatning for den fælles lamper, og de bør erstatte dem på mellemlang eller lang periode.
De findes også den kaldte hvide lysdioder RGB (dyrere), og som er formet af tre "chips", en rød (rød R), en grøn (grøn G) og en blå (blue B). En variant af lysdioder RGB er lysdioder med en integreret microcontrolador, hvad gør at der opnås en sand opvisning af lys blot ved hjælp af en ledelse.
Han / hun er det fysiske aspekt af nogle lysdioder og hans / hendes elektrisk symbol.
Generelt fungerer dioderne med spænding fra 1,6 til 3,3 V, er forenelig med kredsløb af solid state. Det er interessant at bemærke, at spændingen er afhængig af længden af den udsendte bølge.
Ligesom denne, normalt den infrarøde lysdioder arbejde med mindre end 1,5 V, røde med 1,7 V, gule med 1,7 V eller 2.0V, de grønne blandt 2.0V og 3.0V, mens lysdioder blå, violet og ultra -violet normalt behov for mere end 3V.
Den nødvendige styrke er i den typiske strip 10 til 150 mW, med en tid på brugstid 100,000 eller flere timer.
Da LED er et vejkryds enhed PN, hans / hendes egenskab ved direkte polarisering svarer til en af en diode halvledere.
Være polariseret, de fleste af de producenter vedtager en identifikation "kode" til bestemmelse udtrykker af terminaler (anode) og K (katode) af lysdioder.
I runde lysdioder, er to koder fælles: Han / hun identificerer terminalen K som er, at tæt på en lille Skærpning af lateral af cirkulæret base af hans / hendes involucre ("krop"), eller for at være den korteste terminal af de to. Producenter, der indfører de to identifikationsdokumenter samtidig eksisterer.
I den rektangulære lysdioder, skal du markere nogle producenter terminalen K med en lille "udvidelse" af terminal tæt på bunden af komponenter, eller så de forlader denne kortere terminal.
Men kan det ske på den komponent ikke at bringe nogen ekstern reference på identifikation af terminaler. I så fald, hvis involucre er semi-transparent kan det identificere katoden (K) som den terminal, der indeholder større indre elektrode end elektroden på den anden terminal (anode). Udover bredere, undertiden katoden er lavere end anode.
Den udstedende dioder af lys også bruges i opførelsen af den alfanumeriske displays.
Der er også lysdioder tofarvede, som er oprettet af to kryds af forskellige materialer i en samme involucre, således at en omvending i polarisering ændrer farven af det udsendte lys grøn til rød, og vice-versa.
De findes stadig bicolor lysdioder med tre terminaler, er et arbejde sammenløbet dopede med materiale til fremstilling af grøn lys, andre at arbejde sammenløbet dopede med materiale til at generere rødt lys, og den tredje part er fælles for de to vejkryds.
Den fælles terminal kan svare til interligação af anoder af knudepunkter (bicolor lysdioder i fælles anode) eller deres katoder (LED bi-farve i fælles katode).
Selv om det normalt ikke er behandlet ved bicolor (vermelho + verde) førte som førte type er i virkeligheden en "tre-farvet" one, da foruden de to uafhængige farver, hver genereret i et vejkryds, kan disse to knudepunkter blive polariseret samtidigt, hvilket resulterer i emission af orange lys.
Normalt er de lysdioder anvendes i stedet for lyssignallygter eller pilot lamper i panelerne af instrumenterne og flere beklædningsgenstande. For fiksering i disse paneler, er det almindeligt at anvende plast støtter med tråd.
Da diode, kan LED ikke modtage spænding direkte blandt deres terminaler, når den nuværende bør begrænses, således at krydset ikke er beskadiget. Ligesom dette, anvendelse af en modstand limitador i serie med Led er almindelig i kredsløb, der anvender ham / det.
For at beregne værdien af modstanden følgende formel det bruges: R = (Vfonte-VLED) / ILED, hvor Vfonte er tilgængelige spænding, VLED er den korrekte spænding til lysdioden i emnet, og ILED er den nuværende, at han kan støtte med sikkerhed.
Typisk stor (ca 5 diameter mm, når runde) LEDs arbejde med strømninger i størrelsesordenen 12 til 30 MA og den lille (med ca 3 diameter mm) dem operere med halvdelen af denne værdi.
Ligesom dette:
Vi vedtog I1 = 15 MA og I2 = 8 MA, Vfonte = 12 V, VLED = 2 V:
R1 = (12 - 2) / 0.015 = 10 / 0.015 = 680 *
R2 = (12 - 2) / 0.008 = 10 / 0.008 = 1K2 *
Vi tilnærmet resultaterne for de tættere handelsmæssige værdier.
Lysdioder understøtter ikke omvendt (Vr) spænding af betydelig værdi, kan forringe dem med kun 5V spænding i denne forstand.
Derfor fodres ved spændinger C.. LED være ledsage af en diode ensretter i antiparalelo (omvendt polaritet i forhold til LED), med det formål at køre semi-cyklusser os som ham - LED - det er i snit, begrænsning, at reverse spænding omkring 0,7 V (spændingen direkte maksime af diode), en værdi så lavt, at hans / hendes vejkryds ikke forværres.
Det kan også blive vedtaget en forbindelse i serie mellem beskyttelse diode og LED.