Светодиод: устройство, принцип работы.
Светодиод состоит из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы.
Для создания видимого светового потока конструкция светодиода предусматривает наличие двух полупроводников, один из которых в своем составе должен содержать свободные электроны, а другой – «дыры». Таким образом, между полупроводниками возникает «P-N» переход, в результате которого электроны от донора переходят в другой полупроводник (реципиент) и занимают свободные дыры с выделением фотонов.
 |
Светодиоды работают по принципу электролюминесценции.
Электролюминесценция — люминесценция, возбуждаемая электрическим полем. На этом же принципе можно объяснить явление северного сияния.
Виды светодиодов в зависимости от химического состава полупроводников.
Поскольку светодиоды являются полупроводниковыми приборами, то и материалы, используемые для их создания, являются традиционными для полупроводниковой техники. Использование разнообразных соединений дает возможность получать светодиоды, испускающие свет в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового. А использование дополнительно нанесенных люминофоров и цветных пластиков еще больше расширяет цветовую палитру получаемого света.
| Цвет | Длина волны, нм | Полупроводниковые материалы | |
| Инфракрасный | λ > 760 | Арсенид галлия (GaAs) | |
| Красный | 610 < λ < 760 | Алюминия-галлия арсенид (AlGaAs) | |
| Оранжевый | 590 < λ < 610 | Галлия фосфид-арсенид (GaAsP) | |
| Жёлтый | 570 < λ < 590 | Алюминия-галлия-индия фосфид (AlGaInP) | |
| Зеленый | 500 < λ < 570 | Индия-галлия нитрид (InGaN) | |
| Синий | 450 < λ < 500 | Селенид цинка (ZnSe) | |
| Фиолетовый | 400 < λ < 450 | Индия-галлия нитрид (InGaN) | |
| Пурпурный | Смесь нескольких спектров | Двойной: синий/красный диод | |
| Ультрафиолетовый | λ < 400 | Алмаз (235 нм), Нитрид бора (215 нм) | |
| Белый | Широкий спектр | Синий/фиолетовый диод с люминофором |
RGB светодиоды.
RGB-светодиод – это три одноцветных кристалла совмещенные в одном корпусе. Название RGB расшифровывается, как Red – красный, Green – зеленый, Blue – синий соответственно цветам, которые излучает каждый из кристаллов.
Эти три цвета являются базовыми, и на их смешении формируется любой цвет, такая технология давно применяется в телевидении и фотографии.
Кристаллы в RGB светодиодах могут быть соединены с общим анодом, общим катодом, или не соединены.
 |
Светодиод индикаторного типа (DIP)
Первопроходцы в сфере светодиодной техники. Они предназначаются для промышленности в качестве индикаторов. Они состоят из 3-х миллиметрового корпуса, анода, катода, кристалла, медного (золотого) проводника, соединяющего анод с кристаллом и рассеивателя.
Имеют ряд недостатков:
● большой размер;
● малый угол свечения (до 1200);
● низкое качество кристалла (яркость излучения падает до 70%);
● малая пропускная способность кристалла (до 20мА).
Светодиод Chip-On-Board (COB)
Современная разработка в сфере электроники, заключающаяся в помещении большого количества кристаллов полупроводника с помощью диэлектрического клея на алюминиевую подложку. Полученная матрица покрывается люминофором.
В результате удается достичь равномерного свечение COB светодиода любого оттенка по всей площади.