Излучающие полупроводниковые диоды.

 

Широко используются как световые индикаторы, в оптоэлектронных парах. Излучающие диоды это полупроводниковые приборы, предназначенные для непосредственного преобразования электрической энергии в энергию оптического излучения.Используется при прямовключении, обозначается: АЛ102А. исходные полупроводниковые материалы: GaAs, SiC, GaP.

 

Принцип действия:

 

 

 

 

Рисунок 6.7

 

При подаче на p-n переход прямого напряжения наблюдается интенсивный переход основных носителей заряда- дырок в n область, а электронов в p область. Основные носители заряда рекомбинируют с неосновными в этих областях. При рекомбинации носителей заряда выделяется энергия. У многих полупроводников энергия превращается в тепло. На основе этих полупроводников GaAs, SiC, GaP рекомбинация является излучательной, то есть выделяется в виде квантов излучения фотонов hν. Это свойство используется для создания излучательных диодов. Основной характеристикой излучающих диодов является спектральная характеристика – это зависимость интенсивности излучения от длины волны излучаемого света.

 

 

Рисунок 6.8

Область излучения

0, 2 ÷ 0, 4 мкм – ультрафиолетовый

0, 54 мкм – зеленый

0, 56 мкм – желтый

0, 62 мкм – оранжевый

0, 65 ÷ 0, 75 мкм – красный

0, 76 ÷ 100 мкм – инфракрасная область

 

6.5 Основные параметры светодиодов

Таблица 1

 

Тип	В Кг/м2	Uпр.max В	Ризм мВт		Uобр.max Uобр.им.max	Iпр.max А	Цвет свечения
АЛ102А		3, 2	-	-	(2)		красный
АЛ106А	-	1, 7	0, 2	0, 92-0, 94			инфракрасный

 

Фотодиоды

 

Это полупроводниковый прибор, предназначеный для непосредственного преобразования световой энергии в электрическую. Материалы: Ge, Si, GaAs, InAs, Se.

Обозначение:

 

- ФД24К

 

Используются в автоматическом устройстве. Они находят широкое применение в фотометрии для контроля источников света, измерение интенсивности освещения, прозрачности среды и других параметров, изменение которых сопровождается изменением оптических свойств вещества или среды. Они могут работать в двух режимах: фотодиодном и фотогенераторном.

 

Фотодиодный режим

 

В этом режиме используются фотодиоды с p-n переходом, смещенным в обратном направлении.

 

Рисунок 7.1

ВАХ фотодиодов:

 

Рисунок 7.2

Принцип действия фотодиодов

При поглощении квантов света в p-n переходе или прилегающих к нему областях кристалла образуются новые носители заряда. (пары электрон-дырка). Неосновные носители заряда, возникающие в кристалле, проходят через p-n переход под действием электрического поля. Причем, обратный ток через фотодиод возрастает при освещении на величину, называемую фототоком. Все это явление называется внутренний фотоэффект. Одной из основных характеристик является спектральная характеристика – это зависимость спектральной чувствительности от длины волны падающего света.

 

 

 

Рисунок 7.3

Фотогенераторный режим

 

Это режим, когда сам фотоэлемент будет являтся источником энергии. В фотогенераторном режиме фотоэлемент работает без дополнительной энергии.

Принцип дейсвия:

 

При поглощении квантов света в p-n переходе или прилегающих к нему областях кристалла образуются новые носители заряда. (пары электрон-дырка). Под дейсвием контактной разности потенциалов на зажимах фотодиода при разомкнутой внешней цепи образуется разность потенциалов, называемая фотоэдс.

Материалы: Si, InP, GaAs, и другие.

Солнечные батареи это совокупность электрически соединенных фотоэлементов. В качестве этих батарей используется Si, потому что максимуму спектральной характеристики кремниевого фотодиода соответствует максимум спектрального распределения энергии солнечного света. КПД солнечной батареи 40%.

Оптроны

Это полупроводниковые приборы, состоящие из преобразователя электрического сигнала в световой (излучатель) и преобразователя светового сигнала в электрический (фотоприемник).

В электронных устройствах оптроны выполняют функцию оптической связи, а также используются для электрической развязки. Пары (светодиод – фотодиод ) подбираются по спектральной характеристике, так, чтобы максимальная чувствительность фотодиода соответствовала диапазону длин волн с наибольшей интенсивностью излучения. Широко используются оптроны, у которых светодиод и фотодиод соединены с помощью оптического волокна. Очень прогрессивно, кабель почти не имеет потерь. Применяются: в автоматике и вычислительной технике, контрольно-измерительных устройствах.

 

Биполярные транзисторы

 

Биполярный транзистор – это полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими p-n переходами. Состоит из трех областей чередующимися типами проводимости, а именно:

 

p-n-p транзистор

 

 

Рисунок 8.1

 

Э- эмиттер, К- коллектор, Б- база.

П₁- эммиттерный p-n переход

П₂- коллекторный p-n переход

 

 

 

- n-p-n транзистор

Рисунок 8.2

 

 

p-n-p транзистор n-p-n транзистор

Рисунок 8.3.1 Рисунок 8.3.2

 

Ток в транзисторе определяется движением заряда двух типов, поэтому такие транзисторы называются биполярными.

Эммитер – является источником носителей заряда, которые в основном создают ток прибора. Это слой с большой концентрацией примеси и относительной малой площадью.

База – это средний слой малой ширины с низкой концентрацией примеси.

Коллектор – принимает носителей заряда, поступающие от эмиттера имеет большую площадь по сравнению с эмиттером, чтобы полнее обеспечить прием носителей зарядов.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. ЛЕКЦИЯ 4. ТРЕХФАЗНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ
2. Полупроводниковые преобразователи и приборы. Техническое использование и обслуживание
3. Полупроводниковые преобразователи и устройства (далее - преобразователи)
4. Силовые полупроводниковые приборы