O uso e análise de princípios de diodos emissores de luz

2021-12-28

Um diodo emissor de luz (LED) é um dispositivo de exibição de emissão de luz feito de materiais semicondutores, como fosforeto de gálio (GaP), que pode converter diretamente energia elétrica em energia luminosa. Quando há uma certa corrente passando por ele, ele emitirá luz.
Os diodos emissores de luz também são feitos de estrutura PN como diodos comuns, e também possuem condutividade unidirecional. É amplamente utilizado em vários circuitos eletrônicos, eletrodomésticos, medidores e outros equipamentos para indicação de fonte de alimentação ou indicação de nível.
(1) Diodos emissores de luz são usados como lâmpadas indicadoras. O circuito de aplicação típico de diodos emissores de luz é mostrado na figura. R é o resistor limitador de corrente e I é a corrente direta através do diodo emissor de luz. A queda de tensão do tubo dos diodos emissores de luz é geralmente maior que a dos diodos comuns, cerca de 2V, e a tensão da fonte de alimentação deve ser maior que a queda de tensão do tubo para que os diodos emissores de luz funcionem normalmente.
Diodos emissores de luz são usados em circuitos indicadores de energia CA. VD1 é um diodo retificador, VD2 é um diodo emissor de luz, R é um resistor limitador de corrente e T é um transformador de potência.
(2) Diodos emissores de luz são usados como tubos emissores de luz. Em controladores remotos infravermelhos, fones de ouvido sem fio infravermelhos, alarmes infravermelhos e outros circuitos, diodos emissores de luz infravermelhos são usados como tubos emissores de luz, VT é um transistor modulador de chave e VD é um diodo emissor de luz infravermelho. A fonte de sinal aciona e modula o VD através do VT, de modo que o VD emite luz infravermelha modulada para fora.
Análise principal de diodos emissores de luz
É um tipo de diodo semicondutor que pode converter energia elétrica em energia luminosa. O diodo emissor de luz é composto por uma junção PN como o tubo de desenvolvimento do chip LED de dois pólos comum, e também possui condutividade unidirecional. Quando uma tensão direta é aplicada ao diodo emissor de luz, os buracos injetados da área P para a área N e os elétrons injetados da área N para a área P estão respectivamente em contato com os elétrons na área N e os vazios. na área P dentro de alguns mícrons da junção PN. Os buracos se recombinam e produzem fluorescência de emissão espontânea. Os estados de energia dos elétrons e buracos em diferentes materiais semicondutores são diferentes. Quando elétrons e buracos se recombinam, a energia liberada é um pouco diferente. Quanto mais energia liberada, menor o comprimento de onda da luz emitida. Comumente usados são diodos que emitem luz vermelha, verde ou amarela. A tensão de ruptura reversa do diodo emissor de luz é maior que 5 volts. Sua curva característica volt-ampere direta é muito íngreme e deve ser usada em série com um resistor limitador de corrente para controlar a corrente através do diodo. A resistência limitadora de corrente R pode ser calculada pela seguinte fórmula
R=(Eï¼ UF)/IF

Onde E é a tensão da fonte de alimentação, UF é a queda de tensão direta do LED e IF é a corrente normal de operação do LED. A parte central do diodo emissor de luz é uma pastilha composta por um semicondutor tipo P e um semicondutor tipo N. Existe uma camada de transição entre o semicondutor tipo P e o semicondutor tipo N, que é chamada de junção PN. Na junção PN de certos materiais semicondutores, quando os portadores minoritários injetados e os portadores majoritários se recombinam, o excesso de energia é liberado na forma de luz, convertendo diretamente energia elétrica em energia luminosa. Com a tensão reversa aplicada à junção PN, é difícil injetar portadores minoritários, por isso não emite luz. Este tipo de diodo feito pelo princípio de eletroluminescência de injeção é chamado de diodo emissor de luz, comumente conhecido como LED. Quando está em um estado de funcionamento positivo (ou seja, uma tensão positiva é aplicada em ambas as extremidades), quando a corrente flui do ânodo do LED para o cátodo, o cristal semicondutor emite luz de cores diferentes do ultravioleta ao infravermelho, e a intensidade da luz está relacionada com a corrente.

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