эффициент преломления промежуточный между воздухом и кристаллом.
Это позволяет несколько увеличить светящуюся поверхность диода.
В последнем случае смола подкрашивается под цвет излучения све-
тодиода. Большинство сигнальных и отображающих светодиодов вы-
полняется такой конструкции.
Принципиальное устройство светодиода показано на рис. 3.
Светодиоды могут изготавливаться и бескорпусными. Тогда их раз-
меры определяются размерами кристалла (0,4 7& 00,4 мм 52 0).
- 12 -
2.2. Свойства светодиодов.
Вольт-амперная характеристика светодиода аналогична
вольт-амперной характеристике кремниевого диода: она имеет круто
возрастающую прямую ветвь. На этом участке динамическое сопро-
тивление мало и не превышает нескольких ом. Обратные напряжения
невелики (3,5...7,5 В). Светодиод не рассчитан на значительные
обратные напряжения и легко может быть пробит, если не принять
соответствующих мер защиты. Если светодиод должен работать от
сети переменного тока, то последовательно с ним включается крем-
ниевый диод, который работает как выпрямляющий вентиль. В стати-
ческом режиме номинальный ток в зависимости от типа светодиода
лежит в пределах от 5...10 мА до 100 мА.
Яркость высвечивания светодиода или мощность излучения
практически линейно зависит от тока через диод в широком диапа-
зоне изменения токов. Исключение составляют красные GaP - свето-
диоды, у которых с ростом тока наступает насыщение яркости
(рис. 4). Это необходимо иметь в виду, когда светодиод использу-
ется в импульсном режиме для получения больших выходных яркостей.
При постоянном токе через светодиод его яркость с ростом
температуры уменьшается. Для красных GaP - светодиодов повышение
температуры по сравнению с комнатной на 20 5o 0 уменьшает их яркость
примерно на 10%, а зелёных - на 6%. С ростом температуры сокра-
щается срок службы светодиодов. Так, если при 25 5o 0C срок службы
хороших светодиодов достигает 100000 ч, то при 100 5o 0C он сокраща-
ется до 1000 ч. Также сокращается срок службы светодиода с уве-
личением его тока. Поэтому завышать ток по сравнению с его мак-
симально допустимым паспортным значением не рекомендуется.
- 13 -
Спектральный состав излучения светодиодов определяется ма-
териалом, из которого они изготовлены, и легирующими примесями.
Сравнительные спектральные характеристики для основных материа-
лов приведены на рис. 5, а в табл. 2 даны основные параметры не-
которых промышленных типов светодиодов.
ш1
Таблица 2. Параметры некоторых типов светодиодов.
╔════════╤══════════╤═════════╤══════════════╤═════════════════╗
║ │ │ │ Входные │ Выходные ║
║ │ │ │ параметры │ параметры ║
║ Тип │ Материал │ Цвет ├───────┬──────┼─────────┬───────╢
║ │ │ 7l 0, нм │ │ │ P, мВт │ L 4v 0, ║
║ │ │ │ I, мА │ U, В │ ─────── │ кд/м 52 0 ║
║ │ │ │ │ │ I 4v 0, мкд │ ║
╟────────┼──────────┼─────────┼───────┼──────┼─────────┼───────╢
║ │ │ красный │ │ │ │ ║
║ АЛ102А │ GaP │ ─────── │ 5 │ 3,2 │ ──── │ 5 ║
║ │ │ 700 │ │ │ │ ║
╟────────┼──────────┼─────────┼───────┼──────┼─────────┼───────╢
║ │ │ зелёный │ │ │ │ ║
║ АЛ102Д │ GaP │ ─────── │ 20 │ 2,8 │ ──── │ 40 ║
║ │ │ 556 │ │ │ │ ║
╟────────┼──────────┼─────────┼───────┼──────┼─────────┼───────╢
║ │ │ жёлтый │ │ │ │ ║
║ FLV450 │ GaP │ ─────── │ 20 │ 2 │ ──── │ ║
║ │ │ 570 │ │ │ 3,2 │ ║
╟────────┼──────────┼─────────┼───────┼──────┼─────────┼───────╢
║ │ │ зелёный │ │ │ │ ║
║ FLV350 │ GaP │ ─────── │ 20 │ 2 │ ──── │ ║
║ │ │ 560 │ │ │ 3,2 │ ║
╟────────┼──────────┼─────────┼───────┼──────┼─────────┼───────╢
║ │ │ красный │ │ │ │ ║
║ FLV250 │ GaP │ ─────── │ 10 │ 2 │ ──── │ ║
║ │ │ 700 │ │ │ 3 │ ║
╟────────┼──────────┼─────────┼───────┼──────┼─────────┼───────╢
║ │ │ красный │ │ │ │ ║
║ FK510 │ GaAsP │ ─────── │ 20 │ 1,6 │ ──── │ ║
║ │ │ 660 │ │ │ 2 │ ║
╟────────┼──────────┼─────────┼───────┼──────┼─────────┼───────╢
║ │ │ красный │ │ │ │ ║
║ TIL210 │ GaAsP │ ─────── │ 50 │ 1,8 │ │ 2400 ║
║ │ │ 670 │ │ │ │ ║
╟────────┼──────────┼─────────┼───────┼──────┼─────────┼───────╢
║ │ │ красный │ │ │ │ ║
║ АЛ307А │ GaAlAs │ ─────── │ 1 │ 2 │ ──── │ ║
║ │ │ 700 │ │ │ 0,15 │ ║
╙────────┴──────────┴─────────┴───────┴──────┴─────────┴───────╜
.
- 14 -
╓────────┬──────────┬─────────┬───────┬──────┬─────────┬───────╖
║ │ │ красный │ │ │ │ ║
║ АЛ307Б │ GaAlAs │ ─────── │ 1 │ 2 │ ──── │ ║
║ │ │ 700 │ │ │ 0,6 │ ║
╟────────┼──────────┼─────────┼───────┼──────┼─────────┼───────╢
║ │ │ │ │ │ 6 │ ║
║ АЛ107А │ GaAs │ 920 │ 100 │ 2 │ ──── │ ║
║ │ │ │ │ │ │ ║
╟────────┼──────────┼─────────┼───────┼──────┼─────────┼───────╢
║ │ │ │ │ │ 1 │ ║
║ ЗЛ103А │ GaAs │ 900 │ 50 │ 1,6 │ ──── │ ║
║ │ │ │ │ │ │ ║
╟────────┼──────────┼─────────┼───────┼──────┼─────────┼───────╢
║ │ │ │ │ │ 2 │ ║
║ TIXL05 │ GaAs │ 900 │ 750 │ 1,8 │ ──── │ ║
║ │ │ │ │ │ │ ║
╟────────┼──────────┼─────────┼───────┼──────┼─────────┼───────╢
║ │ │ │ │ │ 0,05 │ ║
║ TIL01 │ GaAs │ 900 │ 50 │ 1,3 │ ──── │ ║
║ │ │ │ │ │ │ ║
╚════════╧══════════╧═════════╧═══════╧══════╧═════════╧═══════╝
ш0
3. ДВУХЦВЕТНЫЕ СВЕТОДИОДЫ.
В рассмотренных до сих пор светодиодах для получения раз-
личного цвета излучения необходимо было использовать различные
полупроводниковые материалы. Однако можно создать монолитные
структуры на основе светодиодов, которые в зависимости от их
включения или соотношения токов в них будут излучать в различных
спектральных областях (рис. 6). Проще всего такие структуры реа-
лизуются на фосфиде галия, который в зависимости от введённых в
него примесей излучает зелёный, жёлтый, и красный цвет. Для это-