Какво е светоизлъчващ лазерен диод?

Фотолазерен диод LED е полупроводник, който преобразува електрическата енергия в светлинна. Цветът на излъчваната светлина зависи от материала и състава на полупроводника. Светодиодите обикновено се разделят на три дължини на вълната: ултравиолетова, видима и инфрачервена. Търговските светодиоди имат единичен пикселен изход от най-малко 5 mW и диапазон на дължина на вълната от 360 nm до 950 nm, всеки от които е направен от специфичен полупроводников материал.

UV LED: 320-360nm

UV светодиодите бързо се комерсиализират, специално за промишлени приложения за втвърдяване и медицински/биомедицински цели. Доскоро границата на високоефективните чипове с по-ниска дължина на вълната се измести от 390nm на 360nm, а развитието през следващите няколко години може да доведе до комерсиализиране на 320nm високоефективни чипове в региона.

Близък ултравиолетов до зелен светодиод: 395nm-530nm

Материалът за продукта с диапазон на дължината на вълната е индиево-галиев нитрид InGaN, който технически може да работи с дължина на вълната между 395 nm и 530 nm. Повечето големи доставчици обаче се съсредоточават върху производството на сини 450nm-475NM светодиоди, които се използват за производство на бяла светлина с фосфор, и зелени светодиоди в обхвата 520nm-530nm за зелено осветление на светофара.

Бързият напредък и повишената ефективност се отбелязват в обхвата на синята дължина на вълната, особено след като надпреварата за създаване на все по-ярки източници на бяла светлина продължава.

Наситено червено до почти инфрачервено (IRLED): 660nm-900 nm

Има много вариации в структурата на устройството в този регион, но всички използват материали от алуминиев галиев арсенид AlGaAs или GaAs. Все още има натиск тези устройства да станат по-ефективни, но тези подобрения са постепенни. Приложенията включват инфрачервено IR дистанционно управление, осветление за нощно виждане, управление на индустриална светлина и различни медицински приложения (660nm-680nm).

Как работят светодиодите

Светодиодите са полупроводникови диоди, които излъчват светлина, когато се приложи електрически ток към устройството в посока напред. Трябва да се приложи достатъчно напрежение, така че електроните да преминат през зоната на загуба и да се комбинират с дупката от другата страна, за да образуват двойка електрон-дупка. Когато това се случи, електронът освобождава енергията си под формата на светлина и резултатът е излъчването на фотони. Забранената лента на полупроводника определя дължината на вълната на излъчваната светлина и по-късата дължина на вълната се равнява на повече енергия, така че материал с по-голяма забранена лента излъчва по-къса дължина на вълната. Материал с по-голяма ширина на лентата също изисква по-високо напрежение на проводимост. Късовълновият UV син светодиод има изправено напрежение от 3,5 волта, докато близкият инфрачервен светодиод има изправено напрежение от 1.5-2.0 волта.

Наличност и ефективност на дължината на вълната

Високоефективният светодиод може да бъде произведен във всеки диапазон на дължина на вълната, само диапазонът от 535nm до 560nm не може да произведе високоефективни светодиодни светлини. Най-важните фактори при комерсиализацията на определена дължина на вълната са свързани с пазарния потенциал, търсенето и стандартните за индустрията дължини на вълните. Това е особено очевидно в областите 420nm-460nm, 480nm-520nm и 680nm-800nm, тъй като тези диапазони на дължина на вълната не се използват широко. Няма голям брой производители, предлагащи LED продукти за тези диапазони на дължина на вълната. Въпреки това е възможно да се намерят малки и средни доставчици, които могат да предложат тези специфични дължини на вълните въз основа на търсенето на клиентите. Всяка материална техника има диапазон от дължини на вълните, в които петното е най-ефективно. Тази точка е много близо до средата на всеки диапазон. Тъй като нивото на допинг на полупроводниците се увеличава или намалява от оптималното количество, ефективността намалява, поради което сините светодиоди имат по-голяма мощност от зелената или почти UV светлината, кехлибарената има по-голяма мощност от жълто-зелената, а близката инфрачервена е по-добра от 660nm . Ако трябва да се направи избор, най-добре е да се проектира за центъра на гамата, а не за ръба, по-лесно е да получите продукта, ако не работите на ръба на материалната технология.

Фигура 1 - Приложете уравнението I=(Vcc-Vf)/RL, за да намерите текущата стойност. За да се определи абсолютно токовия поток във веригата, всеки светодиод VF трябва да бъде измерен и съответното съпротивление на натоварване трябва да бъде определено. В практически търговски приложения Vcc е проектиран да бъде много по-голям от VF, така че малки промени в VF да нямат голям ефект върху общия ток. Недостатъкът на тази схема е, че има голяма загуба на мощност през RL. В приложения, където диапазонът на работната температура е много тесен (под 30 градуса) или където изходът на светодиода не е критичен, може да се използва проста схема, която използва резистор за ограничаване на тока, както е показано на фигурата: По-добър начин за управление LED трябва да използва източник на постоянен ток (вижте Фигура 2). Веригата ще осигури еднакъв ток от устройство на устройство и при температурни промени. Освен това има по-ниска консумация на енергия, отколкото използването на обикновени токоограничаващи резистори. Търговски, готови LED драйвери се предлагат от много различни източници. Обикновено тези операции използват принципа на модулация на ширината на импулса (PWM) за управление на яркостта.

Захранващ ток и напрежение към светодиода

Въпреки че светодиодите са полупроводници и изискват минимално напрежение, за да работят, те все още са диоди и трябва да работят в режим на ток. В режим DC светодиодите работят по два основни начина. Най-простият и най-често срещаният е да се използва резистор за ограничаване на тока (вижте Фигура 1). Недостатъкът на този метод е голямата загуба на топлина и мощност в съпротивлението. За да може токът да остане стабилен между температурните промени и устройствата, захранващото напрежение трябва да бъде много по-голямо от предното напрежение на светодиода.

Фигура 2 - Пример за точна стабилна верига. Тази верига често се нарича източник на постоянен ток. Имайте предвид, че захранващият ток се определя от захранващото напрежение (Vcc) минус Vin, разделено на R1, (Vcc-VIN)/R1.

Информация за връзка:

Ако имате някакви идеи, не се колебайте да говорите с нас. Без значение къде са нашите клиенти и какви са нашите изисквания, ние ще следваме нашата цел да предоставим на нашите клиенти високо качество, ниски цени и най-доброто обслужване.