Penggunaan dan analisis prinsip dioda pemancar cahaya

2021-12-28

Light-emitting diode (LED) adalah perangkat tampilan pemancar cahaya yang terbuat dari bahan semikonduktor seperti gallium phosphide (GaP) yang dapat secara langsung mengubah energi listrik menjadi energi cahaya. Ketika ada arus tertentu yang melewatinya, ia akan memancarkan cahaya.
Dioda pemancar cahaya juga terbuat dari struktur PN seperti dioda biasa, dan mereka juga memiliki konduktivitas searah. Ini banyak digunakan di berbagai sirkuit elektronik, peralatan rumah tangga, meter dan peralatan lain untuk indikasi catu daya atau indikasi level.
(1) Dioda pemancar cahaya digunakan sebagai lampu indikator. Rangkaian aplikasi khas dioda pemancar cahaya ditunjukkan pada gambar. R adalah resistor pembatas arus, dan I adalah arus maju melalui dioda pemancar cahaya. Penurunan tegangan tabung dioda pemancar cahaya umumnya lebih besar daripada dioda biasa, sekitar 2V, dan tegangan catu daya harus lebih besar dari penurunan tegangan tabung agar dioda pemancar cahaya dapat bekerja secara normal.
Dioda pemancar cahaya digunakan dalam rangkaian indikator daya AC. VD1 adalah dioda penyearah, VD2 adalah dioda pemancar cahaya, R adalah resistor pembatas arus, dan T adalah transformator daya.
(2) Dioda pemancar cahaya digunakan sebagai tabung pemancar cahaya. Dalam pengontrol jarak jauh inframerah, headphone nirkabel inframerah, alarm inframerah dan sirkuit lainnya, dioda pemancar cahaya inframerah digunakan sebagai tabung pemancar cahaya, VT adalah transistor modulasi sakelar, dan VD adalah dioda pemancar cahaya inframerah. Sumber sinyal menggerakkan dan memodulasi VD melalui VT, sehingga VD memancarkan cahaya inframerah termodulasi ke luar.
Analisis prinsip dioda pemancar cahaya
Ini adalah jenis dioda semikonduktor yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya. Dioda pemancar cahaya terdiri dari sambungan PN seperti tabung pengembangan chip LED dua kutub biasa, dan juga memiliki konduktivitas searah. Ketika tegangan maju diterapkan pada dioda pemancar cahaya, lubang yang disuntikkan dari area P ke area N dan elektron yang disuntikkan dari area N ke area P masing-masing bersentuhan dengan elektron di area N dan rongga. di daerah P dalam beberapa mikron dari sambungan PN. Lubang bergabung kembali dan menghasilkan fluoresensi emisi spontan. Keadaan energi elektron dan lubang dalam bahan semikonduktor yang berbeda berbeda. Ketika elektron dan lubang bergabung kembali, energi yang dilepaskan agak berbeda. Semakin banyak energi yang dilepaskan, semakin pendek panjang gelombang cahaya yang dipancarkan. Yang umum digunakan adalah dioda yang memancarkan cahaya merah, hijau atau kuning. Tegangan tembus terbalik dari dioda pemancar cahaya lebih besar dari 5 volt. Kurva karakteristik volt-ampere majunya sangat curam, dan harus digunakan secara seri dengan resistor pembatas arus untuk mengontrol arus yang melalui dioda. Resistansi pembatas arus R dapat dihitung dengan rumus berikut:
R=(Eï¼ UF)/IF

Di mana E adalah tegangan catu daya, UF adalah penurunan tegangan maju LED, dan IF adalah arus operasi normal LED. Bagian inti dari dioda pemancar cahaya adalah wafer yang terdiri dari semikonduktor tipe-P dan semikonduktor tipe-N. Ada lapisan transisi antara semikonduktor tipe-P dan semikonduktor tipe-N, yang disebut sambungan PN. Di persimpangan PN bahan semikonduktor tertentu, ketika pembawa minoritas yang disuntikkan dan pembawa mayoritas bergabung kembali, kelebihan energi dilepaskan dalam bentuk cahaya, sehingga secara langsung mengubah energi listrik menjadi energi cahaya. Dengan tegangan balik yang diterapkan pada sambungan PN, sulit untuk menyuntikkan pembawa minoritas, sehingga tidak memancarkan cahaya. Jenis dioda yang dibuat dengan prinsip elektroluminesensi injeksi ini disebut light-emitting diode, umumnya dikenal sebagai LED. Ketika dalam keadaan kerja positif (yaitu, tegangan positif diterapkan pada kedua ujungnya), ketika arus mengalir dari anoda LED ke katoda, kristal semikonduktor memancarkan cahaya warna yang berbeda dari ultraviolet ke inframerah, dan intensitas cahaya berhubungan dengan arus.