Co to jest emitująca światło dioda laserowa?

Fotodioda laserowa PROWADZONY jest półprzewodnikiem, który przekształca energię elektryczną w energię świetlną. Kolor emitowanego światła zależy od materiału i składu półprzewodnika. Diody LED są zwykle podzielone na trzy długości fal: ultrafiolet, światło widzialne i podczerwień. Komercyjne diody LED mają moc wyjściową pojedynczego piksela co najmniej 5 mW i zakres długości fal od 360 nm do 950 nm, a każda z nich jest wykonana z określonego materiału półprzewodnikowego.

Dioda UV: 320-360nm

Diody LED UV są szybko komercjalizowane, szczególnie do przemysłowych zastosowań utwardzania i zastosowań medycznych/biomedycznych. Do niedawna limit wysokowydajnych chipów o niższej długości fali przesunął się z 390 nm do 360 nm, a rozwój w ciągu najbliższych kilku lat może spowodować komercjalizację wysokowydajnych chipów 320 nm w regionie.

Dioda LED od bliskiego ultrafioletu do zielonej: 395nm-530nm

Materiałem, z którego wykonano produkt o zakresie długości fal, jest azotek indu i galu InGaN, który jest technicznie zdolny do wytwarzania długości fali w zakresie od 395 nm do 530 nm. Jednak większość dużych dostawców skupia się na produkcji niebieskich diod LED o długości fali 450 nm-475NM, które są używane do wytwarzania białego światła z luminoforami, oraz zielonych diod LED o długości fali 520 nm-530nm do zielonego oświetlenia sygnalizacji świetlnej.

W zakresie długości fal niebieskich obserwuje się szybkie postępy i zwiększoną wydajność, zwłaszcza że wyścig o tworzenie coraz jaśniejszych źródeł światła białego trwa.

Głęboka czerwień do bliskiej podczerwieni (IRLED): 660nm-900nm

W tym regionie istnieje wiele odmian konstrukcji urządzeń, ale wszystkie wykorzystują materiały AlGaAs lub GaAs z arsenku glinu i galu. Nadal istnieje nacisk na zwiększenie wydajności tych urządzeń, ale te ulepszenia są stopniowe. Zastosowania obejmują zdalne sterowanie na podczerwień, oświetlenie noktowizyjne, sterowanie oświetleniem przemysłowym i różne zastosowania medyczne (660nm-680nm).

Jak działają diody LED

Diody LED to diody półprzewodnikowe, które emitują światło, gdy prąd elektryczny jest przykładany do przodu urządzenia. Należy przyłożyć wystarczające napięcie, aby elektrony przeszły przez strefę strat i połączyły się z otworem po drugiej stronie, tworząc parę elektron-dziura. Gdy tak się dzieje, elektron uwalnia swoją energię w postaci światła, czego efektem jest emisja fotonów. Pasmo wzbronione półprzewodnika określa długość fali emitowanego światła, a krótsza długość fali równa się większej energii, więc materiał z większym pasmem wzbronionym emituje krótszą długość fali. Materiał z większym pasmem wzbronionym również wymaga wyższego napięcia przewodzenia. Niebieska dioda LED krótkofalowego światła UV ma napięcie przewodzenia 3,5 wolta, podczas gdy dioda LED bliskiej podczerwieni ma napięcie przewodzenia 1,5-2,{7}} woltów.

Dostępność i wydajność długości fali

Wysokowydajne diody LED mogą być produkowane w dowolnym zakresie długości fal, tylko zakres od 535nm do 560nm nie może wytwarzać wysokowydajnych diod LED. Najważniejsze czynniki komercjalizacji określonej długości fali są związane z potencjałem rynku, popytem i standardowymi w branży długościami fal. Jest to szczególnie widoczne w obszarach 420nm-460nm, 480nm-520nm i 680nm-800nm, ponieważ te zakresy długości fal nie są szeroko stosowane. Nie ma wielu producentów oferujących produkty LED dla tych zakresów długości fal. Niemniej jednak możliwe jest znalezienie małych i średnich dostawców, którzy mogą zaoferować te określone długości fal w oparciu o zapotrzebowanie klientów. Każda technika materiałowa ma zakres długości fal, w których plamka jest najbardziej skuteczna. Ten punkt znajduje się bardzo blisko środka każdego zakresu. Wraz ze wzrostem lub spadkiem poziomu domieszkowania półprzewodników w stosunku do wartości optymalnej wydajność spada, dlatego niebieskie diody LED mają większą moc wyjściową niż światło zielone lub światło bliskie UV, bursztynowe ma większą moc wyjściową niż żółto-zielone, a bliska podczerwień jest lepsza niż 660 nm . Jeśli trzeba dokonać wyboru, najlepiej projektować dla środka zakresu, a nie dla krawędzi, łatwiej jest uzyskać produkt, jeśli nie działa się na krawędzi technologii materiałowej.

Rysunek 1 - Zastosuj równanie I=(Vcc-Vf)/RL, aby znaleźć aktualną wartość. Aby bezwzględnie określić przepływ prądu w obwodzie, należy zmierzyć VF każdej diody LED i określić odpowiednią rezystancję obciążenia. W praktycznych zastosowaniach komercyjnych Vcc jest zaprojektowane tak, aby było znacznie większe niż VF, więc niewielkie zmiany w VF nie mają dużego wpływu na ogólny prąd. Wadą tego obwodu jest duża utrata mocy przez RL. W zastosowaniach, w których zakres temperatur roboczych jest bardzo wąski (poniżej 30 stopni) lub gdzie wyjście diody LED nie jest krytyczne, można zastosować prosty obwód wykorzystujący rezystor ograniczający prąd, jak pokazano na rysunku: Lepszy sposób sterowania dioda LED ma wykorzystywać źródło prądu stałego (patrz rysunek 2). Obwód zapewni ten sam prąd z urządzenia do urządzenia i przy zmianach temperatury. Ma również mniejsze zużycie energii niż przy użyciu prostych rezystorów ograniczających prąd. Komercyjne, gotowe sterowniki LED są dostępne z wielu różnych źródeł. Zwykle operacje te wykorzystują zasadę modulacji szerokości impulsu (PWM) do sterowania jasnością.

Doprowadzić prąd i napięcie do diody

Chociaż diody LED są półprzewodnikami i wymagają minimalnego napięcia do działania, nadal są diodami i muszą działać w trybie prądowym. W trybie DC diody działają na dwa główne sposoby. Najprostszym i najczęstszym jest użycie rezystora ograniczającego prąd (patrz rysunek 1). Wadą tej metody są duże straty ciepła i mocy na rezystancji. Aby prąd pozostawał stabilny między zmianami temperatury i urządzeniami, napięcie zasilania powinno być znacznie większe niż napięcie przewodzenia diody LED.

Rysunek 2 - Przykład precyzyjnego stabilnego obwodu. Obwód ten jest często określany jako źródło prądu stałego. Należy zauważyć, że prąd zasilania jest określany przez napięcie zasilania (Vcc) minus Vin podzielone przez R1, (Vcc-VIN)/R1.

Informacje kontaktowe:

Jeśli masz jakieś pomysły, możesz z nami porozmawiać. Bez względu na to, gdzie są nasi klienci i jakie są nasze wymagania, będziemy podążać za naszym celem, aby zapewnić naszym klientom wysoką jakość, niskie ceny i najlepszą obsługę.