Hãy Thử Công Cụ CủA Chúng Tôi Để LoạI Bỏ Các VấN Đề

“tại sao điện trở suất được gọi là thuộc tính vật chất ”

ChọN Hệ ĐiềU Hành ChọN MộT Chương Trình ChiếU (Tùy ChọN)

Hãy Miêu Tả VấN Đề CủA BạN

Dạng đầy đủ của LED là Light Emitting Diode. Đèn LED là loại điốt bán dẫn đặc biệt phát ra ánh sáng để đáp ứng với sự chênh lệch tiềm năng được áp dụng trên các thiết bị đầu cuối của chúng, do đó có tên là điốt phát quang. Cũng giống như một đèn LED diode bình thường cũng có hai cực với cực, đó là cực dương và cực âm. Để chiếu sáng một đèn LED, một hiệu điện thế hoặc một hiệu điện thế được đặt trên các cực anốt và cực âm của nó.

Ngày nay, đèn LED được sử dụng rộng rãi để sản xuất đèn LED hiện đại có độ sáng cao. Chúng cũng được sử dụng phổ biến để sản xuất đèn LED dây trang trí và đèn LED chỉ thị.

Lịch sử tóm tắt

Mặc dù thực tế rằng đèn LED được coi là một sản phẩm của ngành công nghiệp bán dẫn công nghệ cao ngày nay, đặc tính chiếu sáng của chúng ban đầu đã được xác định từ nhiều năm trước. Người đầu tiên nhận thấy hiệu ứng ánh sáng LED là một trong những kỹ sư của Marconi, H. J. Round, người cũng nổi tiếng với một số phát minh về ống chân không và radio. Ông tình cờ phát hiện ra điều này vào năm 1907 khi cùng Marconi nghiên cứu về máy dò tinh thể tiếp xúc điểm.

Năm 1907, tạp chí Thế giới Điện là tạp chí đầu tiên đưa tin về những đột phá này. Khái niệm đèn LED vẫn nằm im trong vài năm cho đến khi được nhà khoa học Nga O.V. phát hiện lại vào năm 1922. Losov.

Losov cư trú tại Leningrad, nơi ông đã bị giết một cách thảm khốc trong Thế chiến 2. Có thể phần lớn các thiết kế của ông đã bị thất lạc trong chiến tranh. Mặc dù ông đã nộp tổng cộng bốn bằng sáng chế từ năm 1927 đến 1942, nghiên cứu của ông đã không được công nhận cho đến sau khi ông qua đời.

Khái niệm LED xuất hiện trở lại vào năm 1951, khi một nhóm các nhà khoa học dưới thời K. Lehovec bắt đầu nghiên cứu hiệu ứng này. Cuộc điều tra được tiến hành với sự tham gia của các tổ chức và nhà nghiên cứu khác, bao gồm cả W. Shockley (người phát minh ra bóng bán dẫn). Cuối cùng, khái niệm đèn LED đã trải qua quá trình cải tiến đáng kể và bắt đầu được thương mại hóa vào cuối những năm 1960.

Vật liệu bán dẫn nào được sử dụng trong mối nối LED?

Về bản chất, điốt phát quang là một điểm nối PN chuyên dụng được chế tạo bằng chất bán dẫn hợp chất.

Silicon và germani là hai chất bán dẫn được sử dụng rộng rãi nhất, tuy nhiên vì đây chỉ là các nguyên tố nên không thể tạo ra đèn LED từ chúng.

Ngược lại, các vật liệu như gallium arsenide, gallium phosphide và indium phosphide kết hợp hai hoặc nhiều nguyên tố thường được sử dụng để chế tạo đèn LED. Ví dụ, arsenide gali có hóa trị ba và asen có hóa trị năm, và do đó, cả hai đều được phân loại là chất bán dẫn nhóm III -V.

Vật liệu thuộc nhóm III-V cũng có thể được sử dụng để tạo ra các chất bán dẫn hợp chất khác.

Khi tiếp giáp bán dẫn được phân cực thuận, các lỗ trống từ vùng loại P và các điện tử từ vùng loại N đi vào tiếp giáp và kết hợp, giống như chúng trong một diode bình thường.

Dòng điện di chuyển qua đường giao nhau theo cách này.

Kết quả là năng lượng được giải phóng, một số được phát ra như photon (ánh sáng). Để đảm bảo rằng cấu trúc hấp thụ ít photon nhất (ánh sáng), mặt P của đường giao nhau, nơi tạo ra phần lớn ánh sáng trong hầu hết các trường hợp, được đặt gần bề mặt của thiết bị nhất.

Đường giao nhau bắt buộc phải được tối ưu hóa một cách hoàn hảo và cần sử dụng các vật liệu phù hợp để tạo ra ánh sáng nhìn thấy được. Vùng hồng ngoại của quang phổ là nơi arsenide gali nguyên chất phát ra năng lượng của nó.

Cách đèn LED nhận được màu sắc của chúng

Nhôm được đưa vào chất bán dẫn để tạo ra nhôm arsenide gali, làm chuyển ánh sáng LED sang đầu màu đỏ tươi của quang phổ (AIGaAs).

Ánh sáng đỏ cũng có thể được tạo ra bằng cách thêm phốt pho.

Nhiều vật liệu khác nhau được sử dụng cho các màu LED khác. Ví dụ, gali photphua phát ra ánh sáng xanh lục, trong khi ánh sáng vàng và cam được tạo ra bởi nhôm indium gali photphua. Phần lớn đèn LED được làm bằng chất bán dẫn gali.

Đèn LED được sản xuất với hai cấu trúc

Điốt phát quang bề mặt và điốt phát quang cạnh, được thấy trong Hình. 1 A và B, tương ứng, là hai kiến trúc chính được sử dụng cho đèn LED. Điốt phát quang bề mặt là loại phổ biến nhất trong số đó vì nó tạo ra ánh sáng ở một góc rộng hơn.

Sau khi sản xuất, cấu trúc đèn LED cần được bao bọc sao cho có thể sử dụng một cách an toàn mà không làm hỏng đèn LED.

Phần lớn các đèn báo LED cực nhỏ được bao bọc trong một loại keo epoxy có chiết suất nằm ở đâu đó giữa chiết suất của chất bán dẫn và không khí xung quanh (xem Hình 2 bên dưới). Do đó, diode được bảo vệ hoàn hảo và ánh sáng được truyền ra thế giới bên ngoài theo cách hiệu quả nhất.

Đặc điểm kỹ thuật điện áp chuyển tiếp LED (VF)

Vì đèn LED là thiết bị nhạy cảm với dòng điện, điện áp đặt vào không bao giờ được vượt quá thông số điện áp chuyển tiếp tối thiểu của đèn LED. Thông số điện áp chuyển tiếp của đèn LED (VF) chỉ đơn giản là mức điện áp tối ưu có thể được sử dụng để chiếu sáng đèn LED một cách an toàn và sáng rõ. Nếu dòng điện vượt quá thông số điện áp chuyển tiếp của đèn LED, đèn LED sẽ bị cháy và bị hỏng vĩnh viễn.

Trong trường hợp, điện áp cung cấp cao hơn điện áp chuyển tiếp của đèn LED, một điện trở được tính toán được sử dụng nối tiếp với nguồn cung cấp để hạn chế dòng điện đến đèn LED. Điều này đảm bảo rằng đèn LED có thể chiếu sáng an toàn với độ sáng tối ưu.

Giá trị điện áp chuyển tiếp của hầu hết các đèn LED hiện nay là khoảng 3,3 V. Cho dù đó là đèn LED đỏ, xanh lá cây hay vàng, tất cả đều có thể được chiếu sáng bằng cách đặt 3,3 V qua các cực dương và cực âm của chúng.

Điện áp cung cấp cho đèn LED phải là điện một chiều. Một AC cũng có thể được sử dụng nhưng sau đó đèn LED phải có diode chỉnh lưu được kết nối với nó. Điều này đảm bảo rằng sự thay đổi cực tính của điện áp xoay chiều không gây ra bất kỳ tác hại nào cho đèn LED.

Giới hạn hiện tại

Đèn LED, giống như điốt bình thường, không có giới hạn dòng điện vốn có. Kết quả là, nếu nó được kết nối trực tiếp qua pin, nó sẽ bị cháy.

Nếu nguồn cung cấp DC là khoảng 3,3 V thì đèn LED sẽ không yêu cầu điện trở hạn chế. Tuy nhiên, nếu điện áp cung cấp cao hơn 3,3 V, thì một điện trở sẽ được yêu cầu mắc nối tiếp với đầu cuối LED.

Điện trở có thể được kết nối nối tiếp với cực dương của đèn LED hoặc với cực âm của đèn LED.

Để tránh hư hỏng, một điện trở phải được kết nối với mạch để kiểm soát dòng điện. Đèn LED báo hiệu bình thường có thông số dòng điện tối đa khoảng 20 mA; nếu dòng điện bị giới hạn dưới mức này, công suất ánh sáng của đèn LED sẽ giảm tương ứng.

Như được minh họa trong Hình 3 ở trên, điện áp trên bản thân đèn LED có thể cần được xem xét trong khi ước tính lượng dòng điện tiêu thụ. Bởi vì nếu điện áp tăng thì dòng tiêu thụ cũng sẽ tăng theo tỷ lệ thuận.

Công thức tính điện trở giới hạn như dưới đây:

R = V - LED FWD V / LED hiện tại