Светодиод (излучающий диод): принцип работы, устройство, маркировка, схемы

Излучающий диод, работающий в видимом диапазоне волн, часто называют светоизлучающим, или светодиодом. Рассмотрим устройство, характеристики, параметры и систему обозначений излучающих диодов.

Устройство светодиода

Схематическое изображение структуры излучающего диода представлено на рис. 1.120, а его условное графическое обозначение — на рис. 1.120, б. Излучение возникает при протекании прямого тока диода в результате рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода и в областях, примыкающих к указанной области. При рекомбинации излучаются фотоны.

Характеристики и параметры светодиодов

Для излучающих диодов, работающих в видимом диапазоне (длина волны от 0,38 до 0,78 мкм, частота около, но меньше 10¹⁵ Гц), широко используются следующие характеристики:

• зависимость яркости излучения L от тока диода i (яркостная характеристика);
• зависимость силы света i_y от тока диода i.

Изобразим яркостную характеристику для светоизлучающего диода типа АЛ102А (рис. 1.121). Цвет свечения этого диода — красный. Изобразим график зависимости силы света от тока для светоизлучающего диода типа АЛ316А (рис. 1.122) (цвет свечения — красный). Изобразим зону возможных положений (рис. 1.123) графика зависимости мощности излучения от тока для излучающего диода типа АЛ119А, работающего в инфракрасном диапазоне (длина волны 0,93 … 0,96 мкм) Приведем для диода типа АЛ119А его некоторые параметры:

• время нарастания импульса излучения — не более 1000 нс;
• время спада импульса излучения — не более 1500 нс;
• постоянное прямое напряжение при i = 300 мА — не более 3 В;
• постоянный максимально допустимый прямой ток при t < +85° С — 200 мА;
• температура окружающей среды — 60 … +85° С.

https://www.youtube.com/watch?v=Jq2bQyQGSLk

Обозначение светодиодов

Давно существующая системах обозначений предполагает использование двух или трех букв и трех цифр, например АЛ316 или АЛС331. Первая буква указывает на материал, вторая (или вторая и третья) — на конструктивное исполнение:

• Л — единичный светодиод,
• ЛС — ряд или матрица светодиодов.

Последующие цифры (а иногда буквы) обозначают номер разработки. Нельзя не признать такую систему несовершенной. В настоящее время источники излучения обозначаются как частный случай индикаторов. Современные обозначения индикаторов содержат семь элементов.

• Первый элемент — буква И, обозначающая принадлежность прибора к знакосинтезирующим индикаторам (ЗСИ).
• Второй элемент — буква, обозначающая вид индикатора:

• Н — вакуумные накаливаемые; • Л — вакуумные электролюминесцентные; • Ж — жидкокристаллические; • П — полупроводниковые; • Э — электролюминесцентные.

• Третий элемент — буква, характеризующая отображаемую информацию:

• Д — единичная; • Ц — цифровая; • В — буквенно-цифровая; • Т — шкальная; • М — мнемоническая; • Г — графическая.

• Четвертый элемент — число, указывающее на порядковый номер разработки:

• номер с 1-го по 69-й — индикаторы без встроенного управления; • с 70-го по 99-й — со встроенным управлением.

• Пятый элемент — буква, обозначающая принадлежность индикатора к одной из классификационных групп приборов, изготовленных по общему технологическому процессу. Используются буквы русского алфавита от А до Я (не употребляются 3, О, Ы, Ь, Ъ, Ш, Щ).
• Шестой элемент — дробь или произведение, характеризующее информационное поле индикатора (кроме единичных индикаторов). Для одноразрядных и многоразрядных сегментных индикаторов — дробь, числитель которой — число сегментов, знаменатель — число разрядов. Для одноразрядных и многоразрядных матричных индикаторов — дробь, числитель которой — число разрядов, знаменатель — произведение числа элементов в строке на число элементов в столбце. Для матричных индикаторов без фиксированных знакомест — произведение числа элементов в строке на число элементов в столбце.
  

  Для мнемонических и шкальных индикаторов шестой элемент указывает число элементов индикатора.

• Седьмой элемент — буква, обозначающая цвет свечения:

• К — красный (для одноцветных индикаторов), • Л — зеленый (для одноцветных индикаторов), • С — синий (для одноцветных индикаторов), • Ж — желтый (для одноцветных индикаторов), • Р — оранжевый (для одноцветных индикаторов), • Г — голубой (для одиночных и полупроводниковых индикаторов всех видов), • М — для многоцветных индикаторов всех видов. Обозначение бескорпусных полупроводниковых индикаторов содержит цифру — восьмой элемент, определяющий модификацию конструктивного исполнения:

1.  — с гибкими выводами без кристаллодержателя подложки;
2. — с гибкими выводами на кристаллодержателе;
3. — с жесткими выводами без кристаллодержателя;
4. — с жесткими выводами на кристаллодержателе;
5. — с контактными площадками без кристаллодержателя и выводов;
6. — с контактными площадками на кристаллодержателе без выводов, кристалл на подложке;
7. — с жесткими выводами без кристаллодержателя, не разделенными на общей пластине;
8. — с контактными пластинами без кристаллодержателя и выводов, на общей пластине.

Иногда перед буквой И появляется буква К, что обозначает прибор широкого общепромышленного применения. https://www.youtube.com/watch?v=-rohaI6a48o