Karakteristisk
LED er en diode halvleder (junction PN) at når energi avgir synlig lys for at LED (Utstedelse Diode of Light).
Lyset er ikke svart-hvitt (som i en laser), men den består av en uhyggelig band relativt den smalner og det er produsert av energien interacções av electrão. Prosessen med lys-utslippet for anvendelse av en kilde eléctrica av energi eletroluminescência kalles. I alle veikryss PN polarisert directamente, innsiden av strukturen, i nærheten av krysset, skjer de recombinations av gap og electrões. Det rekombinasjon krever at energien besatt av at electrão, som før var gratis, bli frigjort, hva som skjer i form av varme eller lys fotoner.
I silisium og germanium i, at du / de er de grunnleggende elementene i dioder og transistorer, blant andre komponenter electrónicos, er det meste av energien frigjort i form av varme, blir ubetydelig den emitterte (på grunn ugjennomsiktig av materialet lys), og komponentene som fungerer sammen med større dagens kapasitet kommer til å trenge av irradiadores av varme (dissipadores) for å hjelpe til med vedlikehold av at temperaturen i et tålelig landing.
Allerede i andre materialer, som gálio (GaAs) arseneto eller gálio (GAP) fosfeto, antall lys fotões slippes ut er nok til å utgjøre ganske effektive lyskilder.
Det forenklede form av et knutepunkt PN av en ledet viser hans / hennes eletroluminescência prosessen. Materialet dopante av et område av halvleder inneholder atomer med ett elektron mindre i valens bandet i forhold til materialet halvledere. I forbindelse ionene av det materiale dopante ("taker" ioner) fjerne elektroner fra valens av halvleder, la "hull", altså (eller hull), halvleder blir av den type P. I det andre området halvleder, inneholder materialet dopante atomer med et elektron mer enn ren halvleder i hans / hennes valens stripen. Derfor, i den forbindelse at elektronet er tilgjengelig under form av frie elektron, dannar halvleder av typen N.
The halvledere kan også være av typen kompensert, det vil si, har de begge dopantes (P og N). I dette tilfellet vil dopante i større konsentrasjon fastslå hvilken type tilhører halvledere. For eksempel er de eksisterte mer dopantes enn de ville ta å P enn av den typen N vil halvleder være av typen P. Det vil implisere imidlertid i reduksjon av bevegeligheten i Lekter.
Bevegeligheten i Lekter er easiness med som laster n og p (elektroner og hull) krysser krystallstrukturen av materialet uten å kollidere med vibrasjoner i strukturen. Som større mobilitet for bærere, vil bli mindre tap av energi, derfor lavere vil det være resistividade.
I området av kontakten av områdene, elektroner og hull hvis recombinam, som skaper en fin lag praktisk fritatt av last bærere, samtalen potensiell barriere, der vi bare har ionene "giverne" i området N og "taker" ioner i området P, som for de presenterer ikke laste bærere "isolere" de andre hullene av materialet P av de andre elektroner løs fra materialet N.
Et fritt elektron eller et gap kan bare krysse potensiell barriere ved bruk av eksterne (direkte polarisering av krysset) energi. Her er det nødvendig å understreke et fysisk faktum av halvleder: i materialet, kan elektronene bare anta visse nivåer av energi (diskret nivåer), som er den valens band og frakte en av større energinivåer for elektronene okkupere.
Området forstått blant toppen av en av valens og mindreverdig del av et av transport er det som kalles "forbudt band." Hvis materialet halvleder er ren, han / hun ikke vil ha elektroner i det bandet ( så å bli kalt "forbudt"). Den rekombinasjon mellom elektroner og hull, at det skjer etter å ha vunnet potensiell barriere, kan skje i valens band eller i forbudt. Muligheten for at rekombinasjon å skje i den forbudte bandet hvis det skylder til etablering av elektroniske tilstander av energi i dette området for innføring av andre slam i materialet.
Som rekombinasjon skjer lettere i nærmere nivået av energi i transport bånd, kan det være valgt slam som passer til inngåelse av lysdioder, i måten de viser henne / det riktig band for utslipp av fargen på ønsket (bestemt bølgelengde ) lys.
Operasjon
Det lyset er ikke svart / hvitt, men de fargede bandet er relativt smal. Fargen derfor avhengig av krystallen og av dopagem urenhet med at komponenten er produsert.
Det førte som bruker gálio arseneto avgir infrarød stråling. Inntak av medikamenter med kampen, kan utslippet være røde eller den gule, etter avtale med konsentrasjonen. Brukes gálio fosfeto med dopagem av nitrogen, kan lyset bli grønt eller den gule.
I dag, med bruk av andre materialer, er det blitt å produsere lysdioder som avgir lys blå, fiolett og til og med ultra-fiolett.
De eksisterer den hvite lysdioder, men disse er vanligvis utstedelse lysdioder i blå farge, dekket med et lag av kamp av samme type som brukes i lysrør, som absorberer det blå lyset og den avgir hvitt lys.
Med barateamento av prisen, hans / hennes høye inntekter og hans / hennes store holdbarhet, disse LED blitt stor erstatter de vanlige lamper, og de bør erstatte dem mellomlang eller lang periode.
De eksisterer den oppringte hvite LED RGB (dyrere), og som er dannet av tre "chips", en rød (rød R), en grønn (grønn G) og en blå (blå B). En variant av LED RGB er lysdioder med en integrert microcontrolador, hva gjør det er oppnådd en sann show av lys kun ved hjelp av en LED.
Han / hun er den fysiske aspektet av noen lysdioder og hans / hennes elektriske symbol.
Generelt lysdiodene opererer med grad av spenning fra 1,6 til 3,3 V, som er forenlig med kretser av solid state. Det er interessant å legge merke til at spenningen er avhengig av lengden av den emitterte bølgen.
Som denne, den infrarøde LEDs fungerer vanligvis med mindre enn 1,5 V, den røde med 1,7 V, gulfarger med 1,7 V eller 2.0V, de grønne blant 2.0V og 3.0V, mens LED blå, fiolett og ultra -fiolette som regel behov for mer enn 3V.
Den nødvendige styrke er i typisk stripen 10-150 mW, med tiden levetid på 100.000 timer eller mer.
Som ledet er knutepunktet enhet PN, hans / hennes karakteristiske for direkte polarisering ligner på en av en diode halvleder.
Å være polarisert, de fleste av produsentene adopterer en identifisering "koden" for bestemmelse uttrykker av terminalene THE (anode) og K (katoden) av lysdiodene.
I runde lysdioder, to kodene er vanlige: han / hun identifiserer terminalen K som at nær en liten chamfers i lateral av sirkulære base av hans / hennes involucre ("kropp"), eller for å være den korteste terminalen av de to. Produsenter som bruker de to identifikasjonen former samtidig eksisterer.
I den rektangulære lysdioder, noen produsenter merker terminalen K med en liten "utvidelse" av terminalen nær bunnen av komponenten, eller så la de at kortere terminalen.
Men, det kan skje av komponenten ikke å bringe noen ekstern referanse for identifikasjon av terminalene. I så fall, hvis involucre er semi-transparent, kan det identifisere katoden (K) som terminalen som inneholder bredere interne elektroden enn elektroden til den andre terminalen (anode). Dessuten bredere, noen ganger katoden er lavere enn anoden.
Utstedelse diodene av lys blir også brukt i konstruksjonen av alfa-numeriske skjermer.
Det finnes også lysdioder bi-farger, som er konstituert av to kryss av forskjellige materialer i samme involucre, slik at en inversjon i polarisering endrer fargen på lyset av grønt i rødt, og vice-versa.
De eksisterer fortsatt bicolor lysdioder med tre terminaler, som en å jobbe krysset dopet med stoffet til å produsere grønt lys, andre for å arbeide krysset dopet med materiale til å generere det røde lyset, og den tredje part felles for de to kryss.
Den felles terminal kan tilsvare interligação av anoder i kryss (bicolor lysdioder i felles anode) eller av deres katode (lysdioder bi-farger felles katoden).
Selv om det behandles vanligvis ved å bicolor (Vermelho + Verde) ledet, som førte type er i virkeligheten en "tre-farget" ett siden foruten de to uavhengige farger, hver og en generert i et veikryss, kan disse to veikryss være polarisert samtidig, noe som resulterer i utslipp av oransje lys.
Vanligvis er LED-lampene som brukes i substitusjon til signalering lamper eller pilot lamper i paneler av instrumentene og flere klær. For fiksering i disse panelene, er det vanlig å bruke plast støtter med tråd.
Som diode, kan LED ikke motta direkte spenning blant sine terminaler, når den nåværende skal være begrenset slik at krysset ikke er skadet. Som dette, bruken av en motstand limitador i serie med Led er vanlig i kretser som bruker ham / den.
For å beregne verdien av motstand følgende formel det blir brukt: R = (Vfonte-VLED) / ILED, der Vfonte er tilgjengelig spenningen, VLED er riktig spenning for LED i fag og ILED er den strømmen som han kan støtte med sikkerhet.
Typisk, store (ca 5 mm diameter, da rundt) lysdioder arbeide med strømmer av ordren 12-30 MA og de små (med ca 3 mm diameter) de opererer med halvparten av den verdien.
Som dette:
Vi vedtok I1 = 15 MA og I2 = 8 MA, Vfonte = 12 V, VLED = 2 V:
R1 = (12 - 2) / 0015 = 10 / 0015 = 680 *
R2 = (12 - 2) / 0008 = 10 / 0008 = 1K2 *
Vi rundet av resultatene for nærmere kommersielle verdier.
LED støtter ikke omvendt (VR) spenningen av betydelig verdi, kan bli dårligere dem med bare 5V spenning i den forstand.
Derfor, når matet av spenningen C.. LED være ledsager for en diode likeretter i antiparalelo (omvendt polaritet i forhold til LED), med det formål å styre den halvt lar oss som ham - LED - den er i kuttet, begrensende som reverserer spenningen rundt 0,7 V (spenningen direkte maksimen av diode), en verdi tilstrekkelig lav, slik at hans / hennes avkjørsel ikke forringes.
Det kan også bli vedtatt en sammenheng i serie mellom beskyttelse diode og LED.