Расчет и проектирование светодиода

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДОВ

1.1Светоизлучающиие диоды

1.1.1Области применения и требования к приборам

1.1.2Светоизлучающий кристалл

1.1.3Устройство светоизлучающих диодов

1.1.4Светоизлучающие диоды с управляемым цветом свечения

1.1.5Индикаторы состояния

1.1.6Индикаторы на светодиодах

1.2Полупроводниковые материалы, используемые в производстве светоизлучающих диодов

1.2.1Арсенид галлия

1.2.2Фосфид галлия

2РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВЕТОДИОДА

2.1 Основныепараметрысветодиода

2.2 Расчетсветодиода

2.2.1 Расчетэффективности светодиода

2.2.2 Расчет телесного угла

2.2.3 Примерный расчет эффективности

2.2.4 Уточненный расчет эффективности

2.2.5 Расчетсоставляющихэффективности

2.2.6 Расчетинжекции не основных носителей тока

2.2.7 Расчёт светодиодного резистора

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Полупроводниковые светоизлучающие диоды (СИД) или светодиоды - это класс твердотельных приборов, в которых электрическая энергия непосредственно преобразуется в световую. В основе их действия лежит инжекционная электролюминесценция, эффективная в соединениях типа А^III В^V . Так же светодиоды решают задачу преобразования электрических сигналов в оптические, служат эффективными по КПД источниками света.

На сегодняшний день СИД активно применяются в различных областях: оптоэлектроника, системы отображения информации (как табло «бегущих» строк текста, так и достаточно качественных панелей вывода статичного и динамического изображений). Круг задач, при решении которых используются светодиоды, обусловлен высокой эффективностью преобразования электрической энергии в световую (15-20 лм/Вт, лампы накаливания – 10-15 лм/Вт), высокой яркостью и квантовым выходом (при небольшой площади СИД сила света по оси – 30-50 кд), высоким быстродействием (малая инерционность – порядка единиц наносекунд), характерным спектральным составом, возможностью модуляции излучения питанием, малым потреблением энергии (доли или единицы ватт), электробезопасностью (единицы вольт), надежностью, большим сроком службы (десятки тысяч часов), высокой устойчивостью к механическим и климатическим воздействиям.

Первые явления, связанные с появлением светодиодов, были обнаружены Лосевым О.В. в 1923 г. Активное развитие технологии изготовления СИД с различными параметрами продолжается и сегодня.

Кроме вышеперечисленных сфер СИД задействованы в освещении. Применение СИД для освещения обусловлено, как указывалось выше, высоким КПД преобразования энергии, надёжностью конструкции, хорошо развитой на сегодняшней день технологией изготовления СИД с различными параметрами свечения.

Как и практически любой источник излучения, СИД функционирует совместно с оптической системой, формирующей требуемую кривую силы света (КСС).

Огромный интерес, проявляемый к светоизлучающим диодам специалистами в области радиоэлектроники, отображения информации, оптоэлектроники, обусловлен их замечательными характеристиками: высокой эффективностью преобразования электрической энергии в световую, высоким быстродействием, малым потреблением энергии, надежностью, большим сроком службы, высокой устойчивостью к механическим и климатическим воздействиям.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДОВ 1.1 Светоизлучающиие диоды

1.1.1 Области применения и требования к приборам

Светоизлучающий диод состоит из кристалла полупроводника с электронно-дырочным переходом и омическими контактами и элементов конструкции, предназначенных для сбора излучения, увеличения внешней оптической эффективности, улучшения восприятия свечения и формирования необходимой диаграммы направленности излучения, а также обеспечения электрического контактирования с внешней цепью и удобного монтажа прибора в аппаратуре. Таким образом, светоизлучающий диод - прибор, в котором осуществляется не только генерация света, но и перераспределение его в пространстве.

Рисунок 1.1 – Схематическое изображение светодиода

Требования к устройству и характеристикам светоизлучающих диодов определяются областями их применения:

1 Сигнальная индикация;

2 Подсветка постоянных надписей, меток на экране, шкалах;

3 Отображение шкальной информации в бесстрелочных измерительных приборах;

4 Разнообразные функциональные применения - маркировка фотопленок, контроль быстродействующих ФЭУ и т. п.

При рассмотрении применения светоизлучающих диодов в качестве сигнальных индикаторов различают панельную и внутрисхемную индикацию. К светоизлучающим диодам для панельной индикации предъявляются следующие требования:

а) сила света, как правило, должна превышать 1 мкд, причем яркость светоизлучающего диода должна превосходить яркость выключенного диода и яркость фона при максимально допустимой внешней освещенности;

б) площадь светящейся поверхности должна быть достаточна для уверенного восприятия сигнала: при наблюдении с близкого расстояния (0,5-1м) она должна быть не менее 1-3 мм² , при наблюдении с большего расстояния - не менее 8-10 мм² ;

в) диаграмма направленности излучения должна быть достаточно широкой (угол излучения, как правило, должен превышать 50 °);

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать