Karakteristiskt
LED är en diod halvledare (korsning PN) att när spänning avger synligt ljus för att LED (Utfärdande Diode of Light).
Ljuset är inte svartvitt (som i en laser), men den består av ett hemskt band relativt det smalnar av och det är producerat av energi interacções av electrão. Processen med ljus utsläpp för tillämpningen av en källa eléctrica energi eletroluminescência kallas. I varje korsning PN polariserade directamente, inne i strukturen, nära korsningen, hända de recombinations av brister och electrões. Det rekombination kräver att den energi som besatt av att electrão, som dittills var fri, befrias, vad som händer i form av värme eller ljus fotoner.
I kisel och i germanium, att ni / de är de grundläggande delarna av dioder och transistorer, bland andra komponenter electrónicos det mesta av den energi som frigörs i form av värme, är obetydliga utsläpp av (på grund av bristande insyn i materialet ) ljus, och de komponenter som fungerar med större nuvarande kapaciteten kommer till behov av irradiadores av värme (dissipadores) att hjälpa till i upprätthållandet av den temperaturen i en acceptabel landning.
Redan i andra material, som Galio (GaAs) arseneto eller Galio (GaP) fosfeto, antalet utsända ljuset fotões är tillräckligt för att utgöra mycket effektiva ljuskällor.
Den förenklade formen av en korsning PN av en ledde visar sin eletroluminescência process. Materialet dopante av ett område för halvledare innehåller atomer med en elektron mindre i valens bandet i förhållande till materialet halvledare. I sammanhang joner av detta material dopante ("taker" joner) ta bort elektroner på valens halvledar-, lämnar "luckor", alltså (eller hål), halvledarindustrin blir av den typ P. I det andra området halvledar-, innehåller material dopante atomer med en elektron mer än den rena halvledare i sin valens band. Därför i den anslutning som elektronen är tillgänglig under i form av fri elektron, som utgör halvledare av typ N.
The halvledare kan också vara av ersättning typ, det vill säga ha de båda dopantes (P och N). I detta fall kommer dopante i större koncentration avgöra vilken typ tillhör halvledare. Till exempel är de funnits mer dopantes än de skulle ta till P än av typen N kommer halvledare vara av typen P. Det kommer ifrågasätts dock i minskningen av rörlighet innehavare.
Rörligheten hos bärarna är enkelheten med att laster N och P (elektroner och hål) över den kristallina strukturen i materialet utan att kollidera med vibrationer i strukturen. Som större rörlighet för innehavare, kommer mindre att förlusten av energi, därför lägre det kommer att bli resistividade.
När det gäller kontakt mellan områdena, elektroner och luckor om recombinam, vilket skapar ett tunt lager praktiskt taget befriade belastning bärare, samtalet potentiellt hinder, där vi bara har jonerna "donatorer" av området N och "tagare" joner av området P, att för de presenterar inte läsa bärare "isolera" övriga luckor av materialet P i andra elektronerna fria från material N.
En fri elektron eller en klyfta kan bara passera potentiellt hinder genom tillämpning av externa (direkt polarisering av korsningen) energi. Här är det nödvändigt att betona ett fysiskt faktum för halvledare: i dessa material kan elektronerna bara anta vissa nivåer av energi (diskreta nivåer), som är valens band och transportera en större energinivåer för elektronerna innehar.
Området förstod bland toppen av en av valens och lägre del av en transport är vad som kallas "förbjudet band." Om materialet halvledare är ren, han / hon inte kommer att få elektroner i det bandet ( sedan att kallas "förbjuden"). Rekombinationen mellan elektroner och brister, att det händer efter att ha vunnit potentiellt hinder kan hända i valens bandet eller i det förbjudna. Möjligheten av rekombination att hända i den förbjudna bandet om man är skyldig till skapandet av elektroniska stater energi i det området för införandet av slam från andra källor i materialet.
Som rekombination sker lättare i det närmare nivå av energi i transportsektorn bandet, kan det vara valt slam lämpligt sätt för att framställa lysdioder, på sätt de uppvisar henne / det lämpligt band för utsläpp av färg ville (specifik våglängd ) ljus.
Operation
Det utsända ljuset är inte svartvitt, men det färgade bandet är relativt smal. Färgen är därför beroende av kristall och dopagem förorening med att komponenten tillverkas.
LED som använder Galio arseneto avger infraröd strålning. Intag av läkemedel med match, kan utsläppen vara röda eller det gula i samförstånd med koncentrationen. Används Galio fosfeto med dopagem av kväve, kan det utsända ljuset vara gröna eller den gula.
Numera, med användning av andra material är det blivit att tillverka lysdioder som avger ljus blått, violett och även ultraviolett.
De finns också de vita lysdioder, men dessa är vanligtvis utfärdar lysdioder i blå färg, täckt med ett lager av matchning av samma typ som används i lysrör, som absorberar det blå ljuset och avger vitt ljus.
Med barateamento av priset, sina höga inkomster och sin stora hållbarhet, de lysdioder bli bra substitut för den gemensamma lampor, och de bör ersätta dem på medellång eller lång tid.
De finns även kallade vita lysdioder RGB (dyrare), och som består av tre "chips", en röd (röd R), en grön (grön G) och en blå (blå B). En variant av LED RGB är lysdioder med en integrerad microcontrolador, vad gör som erhållits en verklig show av ljus bara med hjälp av en lysdiod.
Han / hon är den fysiska aspekten av några lysdioder och hans / hennes elektrisk symbol.
I allmänhet lamporna drivs med spänningen från 1,6 till 3,3 V, är förenlig med kretsar solid state. Det är intressant att notera att spänningen är beroende av längden på den utsända vågen.
Som den här, den infraröda lysdioder fungerar vanligen med mindre än 1,5 V, de röda med 1,7 V, den gula med 1,7 V eller 2.0V, de gröna mellan 2.0V och 3.0V medan LED blått, violett och ultra -violett behöver vanligtvis mer än 3V.
Den nödvändiga styrkan i den typiska band från 10 till 150 mW, med en tid på livslängd 100,000 eller fler timmar.
Eftersom LED är en korsning enhet PN, hans / hennes egenskap av direkt polarisation liknar den en av en diod halvledare.
Att vara polariserade, de flesta tillverkarna antar en identifiering av "kod" för bestämning uttrycker av terminalerna THE (anod) och K (katod) av lysdioder.
I runda lysdioder, två koder är vanliga: han / hon identifierar terminalen K som att nära en liten en avfasningar i sidled av den cirkulära basen av hans / hennes HYLLE ("kropp"), eller för att vara den kortaste terminal av de två. Tillverkare som antar två identifiering former existerar samtidigt.
I den rektangulära lysdioder, vissa tillverkare markera terminalen K med en liten "utvidgning" i terminalen ligger nära botten av en komponent eller då de lämnar det kortare terminal.
Men kan det hända på den komponent inte att få någon extern referens för identifiering av terminaler. I så fall, om HYLLE är semi-transparent, kan den identifiera de katod (K) som den terminal som innehåller den bredare inre elektroden än elektroden i den andra terminalen (anod). Förutom mer omfattande, ibland katoden är lägre än anoden.
Utfärdande dioder av ljus används också vid tillverkningen av alfa-numeriska displayer.
Det finns också lysdioder tvåfärgade, som utgörs av två korsningar av olika material i en samma HYLLE så att en inversion i en polarisering ändras färgen på det ljus som alstras av grönt för röd, och vice versa.
De finns fortfarande bicolor lysdioder med tre uttag, ett för att arbeta korsningen dopade med material för att producera grönt ljus, andra att arbeta korsningen dopade med material för att generera rött ljus, och den tredje parten är gemensamma för de två korsningar.
Den gemensamma terminalen kan motsvara interligação av anoder av vägkorsningar (LED bicolor gemensamt anod) eller deras katoder (LED tvåfärgade i gemensam katod).
Även om det är vanligtvis behandlas med bicolor (vermelho + verde) ledde, som ledde typen är i verkligheten en "tre-färgade" en, då förutom de två oberoende färger, var och en som genereras i en korsning, kan dessa två korsningar vara polariserad samtidigt, vilket resulterar i utsläpp av orange ljus.
Vanligtvis är de lysdioder som används i stället för körriktningsvisare eller lampor pilot i paneler av de instrument och flera kläder. För fixering i dessa paneler, är det vanligt att använda plast-stöd med gänga.
Som diod, kan LED-emot inte spänningen direkt bland deras terminaler, när de nuvarande bör begränsas så att korsningen inte är skadad. Så här, att använda en resistor limitador i serie med Led är vanligt i de kretsar som använder honom / den.
För att beräkna värdet av motståndet följande formel används: R = (Vfonte-VLED) / ILED, där Vfonte är tillgänglig spänning, VLED är rätt spänning för LED i ämnet och ILED är den ström som han kan stödja med säkerhet.
Normalt stor (cirka 5 diameter mm, när runda) lysdioder arbete med strömningar beställas från den 12 30 mA och de små (med cirka 3 diameter mm) produkt fungerar med hälften av detta värde.
Så här:
Vi antog I1 = 15 mA och 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 uppskattas resultaten för närmare kommersiella värden.
Lamporna inte stöder omvänd (VR) spänning av stort värde, kan komma att försämras dem med endast 5 V spänningen i den meningen.
Därför när de ges av spänningar C.. LED skall följa av en diod likriktare i antiparalelo (omvänt polaritet i förhållande till LED), med syftet att styra den semi-cykler oss som honom - LED - det är i bitar, begränsa denna omvända spänning omkring 0,7 V (spänning direkt maxim av dioden), ett värde som är tillräckligt låg för att hans / hennes korsningen inte försämras.
Det kan också antas ett samband i serie mellan skyddet diod och lysdiod.