El LED es un diodo emisor de luz, ¿por qué se llama diodo emisor de luz?
Dispositivos semiconductores emisores de luz_1. Principios de funcionamiento, características y aplicaciones de los diodos semiconductores emisores de luz
Los dispositivos semiconductores emisores de luz incluyen diodos semiconductores emisores de luz (LED para abreviar), digitales. tubos, tubos de símbolos y tubos piramidales y pantalla de visualización de matriz de puntos (denominada tubo de matriz), etc. De hecho, cada unidad emisora de luz en el tubo digital, el tubo de símbolos, el tubo piramidal y el tubo matricial es un diodo emisor de luz. 1. Principio de funcionamiento, características y aplicación de los diodos emisores de luz semiconductores (1) Principio de emisión de luz LED Los diodos emisores de luz están compuestos de compuestos III-IV, como GaAs (arseniuro de galio), GaP (fosfuro de galio), GaAsP ( fosfuro de arseniuro de galio), etc. Hecho de semiconductor, su núcleo es una unión PN. Por lo tanto, tiene las características I-N de una unión P-N general, es decir, conducción directa, corte inverso y características de ruptura. Además, bajo determinadas condiciones, también tiene propiedades luminiscentes. Bajo voltaje directo, se inyectan electrones desde la región N a la región P, y se inyectan huecos desde la región P a la región N. Parte de los transportistas minoritarios (portadores minoritarios) que ingresan al área del oponente se recombinan con los transportistas mayoritarios (portadores mayoritarios) y emiten luz, como se muestra en la Figura 1. Suponiendo que la luminiscencia ocurre en la región P, los electrones inyectados se recombinan directamente con los agujeros de la banda de valencia y emiten luz, o son capturados primero por el centro luminiscente y luego se recombinan con los agujeros para emitir luz. Además de esta recombinación luminiscente, algunos electrones son capturados por el centro no luminiscente (este centro está entre la banda de conducción y la banda media) y luego se recombinan con agujeros. La energía liberada cada vez no es grande y la luz visible no puede. formarse. Cuanto mayor sea la relación entre la cantidad de recombinación luminiscente y la cantidad de recombinación no luminiscente, mayor será la eficiencia cuántica del fotón. Dado que la recombinación emite luz en la región de difusión del portador minoritario, la luz solo se genera a unas pocas µm de la unión PN. La teoría y la práctica han demostrado que la longitud de onda máxima λ de la luz está relacionada con el ancho de banda prohibida Eg del material semiconductor en la región emisora de luz, es decir, λ≈1240/Eg (mm) donde la unidad de Eg es el electrón voltio ( eV). Si se puede producir luz visible (longitud de onda entre 380 nm de luz violeta y 780 nm de luz roja), el Eg del material semiconductor debe estar entre 3,26 y 1,63 eV. La luz con una longitud de onda más larga que la luz roja es la luz infrarroja. Ahora existen diodos emisores de luz infrarrojos, rojos, amarillos, verdes y azules, pero el costo y el precio de los diodos emisores de luz azules son muy altos y no se usan comúnmente. (2) Características del LED 1. El significado de los parámetros límite (1) Consumo de energía permitido Pm: el valor máximo permitido del producto del voltaje CC directo aplicado a ambos extremos del LED y la corriente que fluye a través de él. Si se excede este valor, el LED se calentará y dañará. (2) Corriente CC directa máxima IFm: la corriente CC directa máxima permitida. Superar este valor puede dañar el diodo. (3) Tensión inversa máxima VRm: tensión inversa máxima permitida. Superando este valor, el LED podría dañarse por avería. (4) Entorno de trabajo superior: el rango de temperatura ambiente en el que el diodo emisor de luz puede funcionar normalmente. Por debajo o por encima de este rango de temperatura, el diodo emisor de luz no funcionará correctamente y su eficiencia se reducirá considerablemente. 2. La importancia de los parámetros eléctricos (1) Distribución espectral y longitud de onda máxima: la luz emitida por un determinado diodo emisor de luz no tiene una única longitud de onda y su longitud de onda se muestra generalmente en la Figura 2. Se puede ver en la figura que la intensidad de la luz de una determinada longitud de onda λ0 en la luz emitida por el tubo luminoso es la mayor, y esta longitud de onda es la longitud de onda máxima. (2) Intensidad luminosa IV: La intensidad luminosa de un diodo emisor de luz generalmente se refiere a la intensidad luminosa en la dirección de la normal (para un tubo emisor de luz cilíndrico, su eje). Si la intensidad de la radiación en esta dirección es (1/683) W/sr, se emite 1 candela (el símbolo es cd). Dado que la intensidad luminosa de los LED generales es pequeña, la unidad de intensidad luminosa suele ser la candela (mcd). (3) Medio ancho espectral Δλ: Representa la pureza espectral del tubo emisor de luz. Se refiere a la distancia entre las dos longitudes de onda correspondientes a la mitad de la intensidad de luz máxima en la Figura 3. (4) Medio valor. ángulo θ1/2 y ángulo de visión: θ1/2 son Se refiere al ángulo entre la dirección en la que el valor de intensidad luminosa es la mitad del valor de intensidad axial y el eje luminoso (dirección normal). El doble del ángulo de valor medio es el ángulo de visión (o ángulo de potencia medio). La figura 3 muestra la distribución angular de la intensidad luminosa de dos tipos diferentes de diodos emisores de luz. La coordenada de la línea vertical media (línea normal) AO es la intensidad luminosa relativa (es decir, la relación entre la intensidad luminosa y la intensidad luminosa máxima).
Obviamente, en la dirección de la línea normal, cuanto mayor es el ángulo con respecto a la dirección normal, menor es la intensidad luminosa relativa. A partir de esta figura, se puede obtener el valor medio del ángulo o del ángulo de visión. (5) Corriente de funcionamiento directa Si: Se refiere al valor de corriente directa cuando el diodo emisor de luz emite luz normalmente. En uso real, IF debe seleccionarse por debajo de 0,6·IFm según las necesidades. (6) Tensión de funcionamiento directa VF: La tensión de funcionamiento proporcionada en la tabla de parámetros se obtiene con una corriente directa determinada. Generalmente se mide cuando IF=20mA. El voltaje de funcionamiento directo VF del diodo emisor de luz es de 1,4 ~ 3 V. Cuando la temperatura exterior aumenta, VF disminuirá. (7) Características V-I: la relación entre el voltaje y la corriente del diodo emisor de luz se puede mostrar en la Figura 4. Cuando el voltaje directo es menor que un cierto valor (llamado umbral), la corriente es extremadamente pequeña y no se emite luz. Cuando el voltaje excede un cierto valor, la corriente directa aumenta rápidamente con el voltaje y emite luz. Parámetros como el voltaje directo, la corriente inversa y el voltaje inverso del tubo luminoso se pueden obtener de la curva V-I. La corriente de fuga inversa IRlt del tubo luminoso delantero es inferior a 10 μA. (3) Clasificación de los LED 1. Según el color del tubo luminiscente, se puede dividir en rojo, naranja, verde (subdividido en amarillo-verde, verde estándar y verde puro), luz azul, etc. Además, algunos diodos emisores de luz contienen chips de dos o tres colores. Según si el diodo emisor de luz está dopado con un agente dispersante o no, y si es coloreado o incoloro, los diodos emisores de luz de varios colores mencionados anteriormente también se pueden dividir en cuatro tipos: coloreados y transparentes, incoloros y transparentes. , dispersión coloreada y dispersión incolora. Como luces indicadoras se utilizan diodos emisores de luz dispersos.
2． Según las características de la superficie emisora de luz del tubo luminoso, se puede dividir en lámpara redonda, lámpara cuadrada, lámpara rectangular, tubo luminoso de superficie, tubo lateral, microtubo para montaje en superficie, etc. Las luces redondas se dividen en φ2 mm, φ4,4 mm, φ5 mm, φ8 mm, φ10 mm y φ20 mm según el diámetro. En el extranjero, el diodo emisor de luz de φ3 mm suele registrarse como T-1; el de φ5 mm está marcado como T-1 (3/4); el de φ4,4 mm está marcado como T-1 (1/4); La distribución angular circular de la intensidad luminosa se puede estimar a partir del ángulo del valor medio. Según el diagrama de distribución angular de la intensidad luminosa, existen tres categorías: (1) Alta directividad. Generalmente, es un paquete de epoxi puntiagudo o un paquete de cavidad reflectante de metal sin agregar agente dispersante. El ángulo de valor medio es de 5° a 20° o menos. Tiene alta directividad y puede usarse como fuente de iluminación local o junto con un detector de luz para formar un sistema de detección automática. (2) Tipo estándar. Generalmente se utiliza como luz indicadora, su ángulo de valor medio es de 20°~45°. (3) Tipo de dispersión. Se trata de una luz indicadora con un gran ángulo de visión, un ángulo de valor medio de 45° a 90° o más y una gran cantidad de agente dispersante. 3． Según la estructura de los diodos emisores de luz, se dividen en encapsulación epoxi completa, encapsulación epoxi con base metálica, encapsulación epoxi con base cerámica y encapsulación de vidrio. 4. Según la intensidad luminosa y la corriente de trabajo, existen LED de brillo ordinario (intensidad luminosa lt; 10 mcd); LED de brillo ultra alto (intensidad luminosa gt; 100 mcd); aquellos con una intensidad luminosa entre 10 y 100 mcd se denominan diodos emisores de luz de alto brillo; . Generalmente, la corriente de funcionamiento de los LED está entre decenas de mA y decenas de mA, mientras que la corriente de funcionamiento de los LED de baja corriente es inferior a 2 mA (el brillo es el mismo que el de los tubos emisores de luz normales). Además de los métodos de clasificación anteriores, también existen métodos de clasificación por material de chip y clasificación por función. (4) Aplicación de LED Dado que el color, el tamaño, la forma, la intensidad luminosa y la transparencia de los diodos emisores de luz son diferentes, se debe realizar una selección adecuada de acuerdo con las necesidades reales cuando se utilizan diodos emisores de luz. Dado que el diodo emisor de luz tiene limitaciones en la corriente directa máxima IFm y el voltaje inverso máximo VRm, se debe garantizar que estos valores no se excedan durante el uso. Por razones de seguridad, la corriente IF real debe ser inferior a 0,6 IFm; se debe permitir que la posible tensión inversa VRlt sea de 0,6 VRm. Los LED se utilizan ampliamente en instrumentos y equipos electrónicos y pueden usarse como indicadores de potencia, indicadores de nivel o fuentes de poca luz. Los tubos emisores de luz infrarroja se utilizan a menudo en mandos a distancia de televisores, grabadoras de vídeo, etc. (1) En la Figura 5 se muestra el circuito para fabricar una linterna en miniatura utilizando diodos emisores de luz de alto brillo o brillo ultra alto.
La resistencia R en la figura es una resistencia limitadora de corriente. Su valor debe garantizar que la corriente del LED sea menor que la corriente máxima permitida IFm cuando el voltaje de la fuente de alimentación es el más alto. (2) Las Figuras 6(a), (b) y (c) muestran el circuito de indicación de la fuente de alimentación de CC, la fuente de alimentación rectificada y la fuente de alimentación de CA, respectivamente. La resistencia en la figura (a) ≈ (E-VF)/IF; la R en la figura (b) ≈ (1.4Vi-VF)/IF; la R≈Vi/IF en la figura (c) donde, Vi —— Valor efectivo de tensión CA. (3) Circuito de indicación de nivel de LED único. En el extremo de salida del amplificador, oscilador o circuito digital de pulso, se pueden usar LED para indicar si la señal de salida es normal, como se muestra en la Figura 7. R es la resistencia limitadora de corriente. Sólo cuando el voltaje de salida es mayor que el voltaje umbral del LED, el LED puede emitir luz. (4) Se puede utilizar un solo LED como regulador de voltaje de bajo voltaje. Dado que la corriente del LED cambia muy rápidamente con el voltaje después de encenderlo en dirección directa, tiene las características de estabilización de voltaje de un tubo regulador de voltaje ordinario. El voltaje estable del diodo emisor de luz está entre 1,4 y 3 V, y VF debe seleccionarse según las necesidades, como se muestra en la Figura 8. (5) Medidor de nivel. Actualmente, los medidores de nivel LED son muy utilizados en equipos de audio. Utiliza múltiples tubos emisores de luz para indicar el nivel de la señal de salida. Es decir, si la cantidad de LED que emiten luz es diferente, indica cambios en el nivel de salida. La figura 9 es un medidor de nivel compuesto por cinco diodos emisores de luz. Cuando el nivel de la señal de entrada es muy bajo, no se emite luz. Cuando el nivel de la señal de entrada aumenta, el LED1 se enciende primero, luego el LED2 se enciende... (5) Detección de diodos emisores de luz 1. Detección de diodos emisores de luz ordinarios (1) Utilice un multímetro para detectar. La calidad del diodo emisor de luz se puede juzgar de forma aproximada utilizando un multímetro de puntero con un bloque de ×10kΩ. Normalmente, la resistencia directa del diodo es de decenas a 200 kΩ y la resistencia inversa es ∝. Si el valor de resistencia directa es 0 o ∞ y el valor de resistencia inversa es muy pequeño o 0, se daña fácilmente. Este método de detección no puede ver la situación de iluminación del tubo emisor de luz en persona, porque el bloque de × 10kΩ no puede proporcionar una gran corriente directa al LED. Si tiene dos multímetros de puntero (preferiblemente del mismo modelo), podrá comprobar mejor las condiciones de iluminación de los diodos emisores de luz. Utilice un cable para conectar el terminal " " de un multímetro al terminal "-" del otro medidor. La pluma "-" restante está conectada al electrodo positivo (área P) del tubo luminoso bajo prueba, y la pluma " " restante está conectada al electrodo negativo (área N) del tubo luminoso bajo prueba. Ambos multímetros están configurados en ×10Ω. En circunstancias normales, se iluminará normalmente después de encenderlo. Si el brillo es muy bajo o incluso no emite luz, puedes configurar ambos multímetros a ×1Ω. Si todavía está muy oscuro o incluso no emite luz, significa que el LED tiene mal rendimiento o está dañado. Cabe señalar que los dos multímetros no se pueden configurar en ×1Ω al comienzo de la medición para evitar una corriente excesiva y daños a los diodos emisores de luz. (2) Medición de fuente de alimentación externa. Utilice una fuente de voltaje estabilizado de 3 V o dos baterías secas conectadas en serie y un multímetro (ya sea puntero o digital) para medir con mayor precisión las características ópticas y eléctricas del diodo emisor de luz. Para ello basta con conectar el circuito como se muestra en la Figura 10. Si el VF medido está entre 1,4 y 3 V y el brillo de la luz es normal, significa que la luz es normal. Si se mide que VF=0 o VF≈3V y no emite luz, significa que el tubo emisor de luz está roto. 2. Detección de diodos emisores de luz infrarroja Los diodos emisores de luz infrarrojos emiten una luz infrarroja de 1 a 3 μm, que es invisible para el ojo humano. Normalmente, la potencia de emisión de un único diodo emisor de luz infrarroja es de sólo unos pocos mW, y la distribución angular de la intensidad luminosa de los diferentes modelos de LED infrarrojos también es diferente. La caída de voltaje directo de los LED infrarrojos es generalmente de 1,3 ~ 2,5 V. Precisamente porque la luz infrarroja que emite es invisible para el ojo humano, el método de detección que utiliza el LED de luz visible anterior solo puede determinar si las características eléctricas directas e inversas de su unión PN son normales, pero no puede determinar si su luminiscencia es normal. Para ello, lo mejor es preparar un dispositivo fotosensible (como una célula fotovoltaica de silicio 2CR, 2DR) como receptor. Utilice un multímetro para medir los cambios de voltaje en la batería. Para determinar si el LED infrarrojo emite luz infrarroja después de agregar la corriente directa adecuada. su circuito de medición.
Los dispositivos semiconductores emisores de luz incluyen diodos semiconductores emisores de luz (LED para abreviar), tubos digitales, tubos de símbolos, tubos de píxeles y pantallas de matriz de puntos (tubos de matriz para abreviar), etc. De hecho, cada unidad emisora de luz en el tubo digital, el tubo de símbolos, el tubo piramidal y el tubo matricial es un diodo emisor de luz.
1. Principio de funcionamiento, características y aplicación de los diodos emisores de luz semiconductores (1) Principio de emisión de luz LED Los diodos emisores de luz están compuestos de compuestos III-IV, como GaAs (arseniuro de galio), GaP (fosfuro de galio), GaAsP ( fosfuro de arseniuro de galio), etc. Hecho de semiconductor, su núcleo es una unión PN. Por lo tanto, tiene las características I-N de una unión P-N general, es decir, conducción directa, corte inverso y características de ruptura. Además, bajo determinadas condiciones, también tiene propiedades luminiscentes. Bajo voltaje directo, se inyectan electrones desde la región N a la región P, y se inyectan huecos desde la región P a la región N. Parte de los transportistas minoritarios (portadores minoritarios) que ingresan al área del oponente se recombinan con los transportistas mayoritarios (portadores mayoritarios) y emiten luz, como se muestra en la Figura 1. Suponiendo que la luminiscencia ocurre en la región P, los electrones inyectados se recombinan directamente con los agujeros de la banda de valencia y emiten luz, o son capturados primero por el centro luminiscente y luego se recombinan con los agujeros para emitir luz. Además de esta recombinación luminiscente, algunos electrones son capturados por el centro no luminiscente (este centro está entre la banda de conducción y la banda media) y luego se recombinan con agujeros. La energía liberada cada vez no es grande y la luz visible no puede. formarse. Cuanto mayor sea la relación entre la cantidad de recombinación luminiscente y la cantidad de recombinación no luminiscente, mayor será la eficiencia cuántica del fotón. Dado que la recombinación emite luz en la región de difusión del portador minoritario, la luz solo se genera a unas pocas µm de la unión PN. La teoría y la práctica han demostrado que la longitud de onda máxima λ de la luz está relacionada con el ancho de banda prohibida Eg del material semiconductor en la región emisora de luz, es decir, λ≈1240/Eg (mm) donde la unidad de Eg es el electrón voltio ( eV). Si se puede producir luz visible (longitud de onda entre 380 nm de luz violeta y 780 nm de luz roja), el Eg del material semiconductor debe estar entre 3,26 y 1,63 eV. La luz con una longitud de onda más larga que la luz roja es la luz infrarroja. Ahora existen diodos emisores de luz infrarrojos, rojos, amarillos, verdes y azules, pero el costo y el precio de los diodos emisores de luz azules son muy altos y no se usan comúnmente. (2) Características del LED 1. El significado de los parámetros límite (1) Consumo de energía permitido Pm: el valor máximo que se permite aplicar al producto del voltaje directo de CC en ambos extremos del LED y la corriente que fluye a través de él. Si se excede este valor, el LED se calentará y dañará. (2) Corriente CC directa máxima IFm: la corriente CC directa máxima permitida. Superar este valor puede dañar el diodo. (3) Tensión inversa máxima VRm: tensión inversa máxima permitida. Superando este valor, el LED podría dañarse por avería. (4) Entorno de trabajo superior: el rango de temperatura ambiente en el que el diodo emisor de luz puede funcionar normalmente. Por debajo o por encima de este rango de temperatura, el diodo emisor de luz no funcionará correctamente y su eficiencia se reducirá considerablemente. 2. La importancia de los parámetros eléctricos (1) Distribución espectral y longitud de onda máxima: la luz emitida por un determinado diodo emisor de luz no tiene una única longitud de onda y su longitud de onda se muestra generalmente en la Figura 2. Se puede ver en la figura que la intensidad de la luz de una determinada longitud de onda λ0 en la luz emitida por el tubo luminoso es la mayor, y esta longitud de onda es la longitud de onda máxima. (2) Intensidad luminosa IV: La intensidad luminosa de un diodo emisor de luz generalmente se refiere a la intensidad luminosa en la dirección de la normal (para un tubo emisor de luz cilíndrico, su eje). Si la intensidad de la radiación en esta dirección es (1/683) W/sr, se emite 1 candela (el símbolo es cd). Dado que la intensidad luminosa de los LED generales es pequeña, la unidad de intensidad luminosa suele ser la candela (mcd). (3) Medio ancho espectral Δλ: Representa la pureza espectral del tubo emisor de luz. Se refiere a la distancia entre las dos longitudes de onda correspondientes a la mitad de la intensidad de luz máxima en la Figura 3. (4) Medio valor. ángulo θ1/2 y ángulo de visión: θ1/2 son Se refiere al ángulo entre la dirección en la que el valor de intensidad luminosa es la mitad del valor de intensidad axial y el eje luminoso (dirección normal). El doble del ángulo de valor medio es el ángulo de visión (o ángulo de potencia medio). La Figura 3 muestra la distribución angular de la intensidad luminosa de dos tipos diferentes de diodos emisores de luz. La coordenada de la línea vertical media (línea normal) AO es la intensidad luminosa relativa (es decir, la relación entre la intensidad luminosa y la intensidad luminosa máxima). Obviamente, en la dirección de la línea normal, cuanto mayor es el ángulo con respecto a la dirección normal, menor es la intensidad luminosa relativa. A partir de esta figura, se puede obtener el valor medio del ángulo o del ángulo de visión. (5) Corriente de funcionamiento directa Si: Se refiere al valor de corriente directa cuando el diodo emisor de luz emite luz normalmente. En uso real, IF debe seleccionarse por debajo de 0,6·IFm según las necesidades. (6) Tensión de funcionamiento directa VF: La tensión de funcionamiento proporcionada en la tabla de parámetros se obtiene con una corriente directa determinada. Generalmente se mide cuando IF=20mA.
El voltaje de funcionamiento directo VF del diodo emisor de luz es de 1,4 ~ 3 V. Cuando la temperatura exterior aumenta, VF disminuirá. (7) Características V-I: la relación entre el voltaje y la corriente del diodo emisor de luz se puede mostrar en la Figura 4. Cuando el voltaje directo es menor que un cierto valor (llamado umbral), la corriente es extremadamente pequeña y no se emite luz. Cuando el voltaje excede un cierto valor, la corriente directa aumenta rápidamente con el voltaje y emite luz. Parámetros como el voltaje directo, la corriente inversa y el voltaje inverso del tubo luminoso se pueden obtener de la curva V-I. La corriente de fuga inversa IRlt del tubo luminoso delantero es inferior a 10 μA. (3) Clasificación de los LED 1. Según el color del tubo luminiscente, se puede dividir en rojo, naranja, verde (subdividido en amarillo-verde, verde estándar y verde puro), luz azul, etc. Además, algunos diodos emisores de luz contienen chips de dos o tres colores. Según si el diodo emisor de luz está dopado con un agente dispersante o no, y si es coloreado o incoloro, los diodos emisores de luz de varios colores mencionados anteriormente también se pueden dividir en cuatro tipos: coloreados y transparentes, incoloros y transparentes. , dispersión coloreada y dispersión incolora. Como luces indicadoras se utilizan diodos emisores de luz dispersos.
2． Según las características de la superficie emisora de luz del tubo luminoso, se puede dividir en lámpara redonda, lámpara cuadrada, lámpara rectangular, tubo luminoso de superficie, tubo lateral, microtubo para montaje en superficie, etc. Las luces redondas se dividen en φ2 mm, φ4,4 mm, φ5 mm, φ8 mm, φ10 mm y φ20 mm según el diámetro. En el extranjero, el diodo emisor de luz de φ3 mm suele registrarse como T-1; el de φ5 mm está marcado como T-1 (3/4); el de φ4,4 mm está marcado como T-1 (1/4); La distribución angular circular de la intensidad luminosa se puede estimar a partir del ángulo del valor medio. Según el diagrama de distribución angular de la intensidad luminosa, existen tres categorías: (1) Alta directividad. Generalmente, es un paquete de epoxi puntiagudo o un paquete de cavidad reflectante de metal sin agregar agente dispersante. El ángulo de valor medio es de 5° a 20° o menos. Tiene alta directividad y puede usarse como fuente de iluminación local o junto con un detector de luz para formar un sistema de detección automática. (2) Tipo estándar. Generalmente se utiliza como luz indicadora, su ángulo de valor medio es de 20°~45°. (3) Tipo de dispersión. Se trata de una luz indicadora con un gran ángulo de visión, un ángulo de valor medio de 45° a 90° o más y una gran cantidad de agente dispersante. 3． Según la estructura de los diodos emisores de luz, se dividen en encapsulación epoxi completa, encapsulación epoxi con base metálica, encapsulación epoxi con base cerámica y encapsulación de vidrio. 4. Según la intensidad luminosa y la corriente de trabajo, existen LED de brillo ordinario (intensidad luminosa lt; 10 mcd); LED de brillo ultra alto (intensidad luminosa gt; 100 mcd); aquellos con una intensidad luminosa entre 10 y 100 mcd se denominan diodos emisores de luz de alto brillo; . Generalmente, la corriente de funcionamiento de los LED está entre decenas de mA y decenas de mA, mientras que la corriente de funcionamiento de los LED de baja corriente es inferior a 2 mA (el brillo es el mismo que el de los tubos emisores de luz normales). Además de los métodos de clasificación anteriores, también existen métodos de clasificación por material de chip y clasificación por función. (4) Aplicación de LED Dado que el color, el tamaño, la forma, la intensidad luminosa y la transparencia de los diodos emisores de luz son diferentes, se debe realizar una selección adecuada de acuerdo con las necesidades reales cuando se utilizan diodos emisores de luz. Dado que el diodo emisor de luz tiene limitaciones en la corriente directa máxima IFm y el voltaje inverso máximo VRm, se debe garantizar que estos valores no se excedan durante el uso. Por razones de seguridad, la corriente IF real debe ser inferior a 0,6 IFm; se debe permitir que la posible tensión inversa VRlt sea de 0,6 VRm. Los LED se utilizan ampliamente en instrumentos y equipos electrónicos y pueden usarse como indicadores de potencia, indicadores de nivel o fuentes de poca luz. Los tubos emisores de luz infrarroja se utilizan a menudo en mandos a distancia de televisores, grabadoras de vídeo, etc. (1) En la Figura 5 se muestra el circuito para fabricar una linterna en miniatura utilizando diodos emisores de luz de alto brillo o brillo ultra alto. La resistencia R en la figura es una resistencia limitadora de corriente. Su valor debe garantizar que la corriente del LED sea menor que la corriente máxima permitida IFm cuando el voltaje de la fuente de alimentación es el más alto. (2) Las Figuras 6(a), (b) y (c) muestran el circuito de indicación de la fuente de alimentación de CC, la fuente de alimentación rectificada y la fuente de alimentación de CA, respectivamente. La resistencia en la figura (a) ≈ (E-VF)/IF; la R en la figura (b) ≈ (1.4Vi-VF)/IF; la R≈Vi/IF en la figura (c) donde, Vi —— Valor efectivo de tensión CA. (3) Circuito de indicación de nivel de LED único.
En el extremo de salida del amplificador, oscilador o circuito digital de pulso, se pueden usar LED para indicar si la señal de salida es normal, como se muestra en la Figura 7. R es la resistencia limitadora de corriente. Sólo cuando el voltaje de salida es mayor que el voltaje umbral del LED, el LED puede emitir luz. (4) Se puede utilizar un solo LED como regulador de voltaje de bajo voltaje. Dado que la corriente del LED cambia muy rápidamente con el voltaje después de encenderlo en dirección directa, tiene las características de estabilización de voltaje de un tubo regulador de voltaje ordinario. El voltaje estable del diodo emisor de luz está entre 1,4 y 3 V, y VF debe seleccionarse según las necesidades, como se muestra en la Figura 8. (5) Medidor de nivel. Actualmente, los medidores de nivel LED son muy utilizados en equipos de audio. Utiliza múltiples tubos emisores de luz para indicar el nivel de la señal de salida. Es decir, si la cantidad de LED que emiten luz es diferente, indica cambios en el nivel de salida. La figura 9 es un medidor de nivel compuesto por cinco diodos emisores de luz. Cuando el nivel de la señal de entrada es muy bajo, no se emite luz. Cuando el nivel de la señal de entrada aumenta, el LED1 se enciende primero, luego el LED2 se enciende... (5) Detección de diodos emisores de luz 1. Detección de diodos emisores de luz ordinarios (1) Utilice un multímetro para detectar. La calidad del diodo emisor de luz se puede juzgar de forma aproximada utilizando un multímetro de puntero con un bloque de ×10kΩ. Normalmente, la resistencia directa del diodo es de decenas a 200 kΩ y la resistencia inversa es ∝. Si el valor de resistencia directa es 0 o ∞ y el valor de resistencia inversa es muy pequeño o 0, se daña fácilmente. Este método de detección no puede ver la condición de iluminación del tubo emisor de luz en persona, porque el bloque de ×10kΩ no puede proporcionar una gran corriente directa al LED. Si tiene dos multímetros de puntero (preferiblemente del mismo modelo), podrá comprobar mejor las condiciones de iluminación de los diodos emisores de luz. Utilice un cable para conectar el terminal " " de un multímetro al terminal "-" del otro medidor. La pluma "-" restante está conectada al electrodo positivo (área P) del tubo luminoso bajo prueba, y la pluma " " restante está conectada al electrodo negativo (área N) del tubo luminoso bajo prueba. Ambos multímetros están configurados en ×10Ω. En circunstancias normales, se iluminará normalmente después de encenderlo. Si el brillo es muy bajo o incluso no emite luz, puedes configurar ambos multímetros a ×1Ω. Si todavía está muy oscuro o incluso no emite luz, significa que el LED tiene mal rendimiento o está dañado. Cabe señalar que los dos multímetros no se pueden configurar en ×1Ω al comienzo de la medición para evitar una corriente excesiva y daños a los diodos emisores de luz. (2) Medición de fuente de alimentación externa. Utilice una fuente de voltaje estabilizado de 3 V o dos baterías secas conectadas en serie y un multímetro (se puede utilizar tipo puntero o digital) para medir con mayor precisión las características ópticas y eléctricas del diodo emisor de luz. Para ello basta con conectar el circuito como se muestra en la Figura 10. Si el VF medido está entre 1,4 y 3 V y el brillo de la luz es normal, significa que la luz es normal. Si se mide que VF=0 o VF≈3V y no emite luz, significa que el tubo emisor de luz está roto. 2. Detección de diodos emisores de luz infrarroja Los diodos emisores de luz infrarrojos emiten una luz infrarroja de 1 a 3 μm, que es invisible para el ojo humano. Normalmente, la potencia de emisión de un único diodo emisor de luz infrarroja es de sólo unos pocos mW, y la distribución angular de la intensidad luminosa de los diferentes modelos de LED infrarrojos también es diferente. La caída de voltaje directo de los LED infrarrojos es generalmente de 1,3 ~ 2,5 V. Precisamente porque la luz infrarroja que emite es invisible para el ojo humano, el método de detección que utiliza el LED de luz visible anterior solo puede determinar si las características eléctricas directas e inversas de su unión PN son normales, pero no puede determinar si su luminiscencia es normal. Para ello, lo mejor es preparar un dispositivo fotosensible (como una célula fotovoltaica de silicio 2CR, 2DR) como receptor. Utilice un multímetro para medir los cambios de voltaje en la batería. Para determinar si el LED infrarrojo emite luz infrarroja después de agregar la corriente directa adecuada.
Ver el diagrama esquemático en la siguiente web.