Излучающие полупроводниковые приборы

Всегда включаются в прямом направлении.

Светодиодами называются полупроводниковые приборы, преобразующие электрические сигналы в оптическую лучистую энергию некогерентного светового излучения.

+

Излучающий диод можно использовать как фотодиод в некотором диапазоне с достаточно высокой чувствительностью. Имеет малое Uобр.max 1 - 4В

При приложении к светодиоду прямого напряжения происходит инжекция носителей заряда, которая в сочетании с рекомбинацией с неосновными носителями вызывает излучение.

Принцип действия. При прямом включении основные носители заряда переходят через p-n переход и там рекомбинируют. Рекомбинация связана с выделением энергии. Для

большинства полупроводниковых материалов это энергия тепловая. Только для некоторых типов на основе арсенида галлия ширина запрещённой зоны ΔW достаточно велика, и длина волны лежит в видимой части спектра.

При обратном включении через p-n переход переходят неосновные носители заряда в область, где они становятся основными. Рекомбинация и свечение светодиода отсутствуют. Основныехарактеристики:

а) Яркостная характеристика – это мощностная зависимость излучения от прямого тока

Pu=f(Iпр).

б) Спектральная характеристика – это зависимость мощности излучения от длины волны

Pu=f(λ).

Основные параметры:

1. сила света (десятые доли÷единицы мКанделл);
2. яркость (десятки÷сотни Кандел на кв.см);
3. постоянное прямое напряжение;
4. цвет свечения и длина волны, соответствующие максимальному световому потоку;
5. максимально допустимый постоянный прямой ток (десятки мА);
6. максимально допустимое постоянное обратное напряжение (единицы В).

Используются: в оптических линиях связи, индикаторных устройствах, оптопарах.

В лазерном диоде происходит одновременный спонтанный переход электронов с одного энергетического уровня на другой с излучением кванта света. Отличаются высокой направленностью и когерентностью – узкой спектральной полосой – и высокой синфазностью излученной электромагнитной волны.

I

U

Ф1

Ф2>Ф1

Удельная чувствительность   где Ф – поток света

Всем излучающим ПП элементам свойственна деградация.

Диапазон спектральной чувствительности ПП элементов:

S

λ, нм

0.4 0.7 1.2 1.5

Si

Ge

Оптроны – это полупроводниковые приборы, в которых конструктивно объединены источник и приемник излучения, имеющие между собой только оптическую связь.

Если оптрон имеет только один излучатель и один приемник, то он называется оптопарой.

Принцип действия оптронов любого вида основан на следующем. В излучателе энергия электрического сигнала преобразуется в световую, в фотоприемнике, наоборот, световой сигнал вызывает электрический отклик.

Достоинства:

• отсутствие электрической связи между входом и выходом;
• широкая полоса частот от 0 Гц до Гц;
• высокая помехозащищенность оптического канала.

Недостатки:

• относительно большая потребляемая мощность и невысокий КПД;
• низкая температурная стабильность;
• ухудшение параметров с течением времени.

Используются: для гальванической развязки управляющих и силовых цепей в различных системах автоматизации, в ключевых источниках питания, в системах АРУ (автоматическое регулирование усиления).

Резисторные

Диодные

Транзисторные

Фототиристорные

Достоинства: Высокая чувствительность, имеет резистивный характер сопротивления, самая простая. Недостатки: Большая инерционность, лампочки ненадежны

Чувствительность выше, чем у диодных, но хуже температурная стабильность. Работает медленнее диодных.   Переменный резистор позволяет уменьшать чувствительность

Используется в управляемых выпрямительных устройствах. По сравнению с импульсными трансформаторами дешевле, технологичнее, менее подвержены помехам.

Системы динамической индикации используются с целью уменьшения количества внешних выводов многоразрядных индикаторов. Применяются схемы динамической индикации, в которых в первый момент времени на катоды всех разрядов подается код первой цифры, а питающее напряжение подается только на аноды первого разряда. В следующий момент времени на параллельно соединенные катоды подается код 2-й цепи, но питающее напряжение подается только на аноды 2-го разряда (остальные погашены). Мерцание устраняется выбором достаточно высокой частоты переключения.

Дата добавления: 2014-01-04