L'utilisation et l'analyse de principe des diodes électroluminescentes

2021-12-28

Une diode électroluminescente (DEL) est un dispositif d'affichage électroluminescent composé de matériaux semi-conducteurs tels que le phosphure de gallium (GaP) qui peut convertir directement l'énergie électrique en énergie lumineuse. Lorsqu'un certain courant le traverse, il émet de la lumière.
Les diodes électroluminescentes sont également constituées d'une structure PN comme les diodes ordinaires, et elles ont également une conductivité unidirectionnelle. Il est largement utilisé dans divers circuits électroniques, appareils ménagers, compteurs et autres équipements pour l'indication d'alimentation ou l'indication de niveau.
(1) Les diodes électroluminescentes sont utilisées comme voyants lumineux. Le circuit d'application typique des diodes électroluminescentes est illustré sur la figure. R est la résistance de limitation de courant et I est le courant direct traversant la diode électroluminescente. La chute de tension du tube des diodes électroluminescentes est généralement supérieure à celle des diodes ordinaires, environ 2 V, et la tension d'alimentation doit être supérieure à la chute de tension du tube pour que les diodes électroluminescentes fonctionnent normalement.
Les diodes électroluminescentes sont utilisées dans les circuits indicateurs d'alimentation en courant alternatif. VD1 est une diode redresseuse, VD2 est une diode électroluminescente, R est une résistance de limitation de courant et T est un transformateur de puissance.
(2) Les diodes électroluminescentes sont utilisées comme tubes électroluminescents. Dans les télécommandes infrarouges, les écouteurs sans fil infrarouges, les alarmes infrarouges et d'autres circuits, les diodes électroluminescentes infrarouges sont utilisées comme tubes électroluminescents, VT est un transistor de modulation de commutateur et VD est une diode électroluminescente infrarouge. La source de signal pilote et module le VD via le VT, de sorte que le VD émet une lumière infrarouge modulée vers l'extérieur.
Analyse de principe des diodes électroluminescentes
C'est un type de diode à semi-conducteur qui peut convertir l'énergie électrique en énergie lumineuse. La diode électroluminescente est composée d'une jonction PN comme le tube de développement de la puce LED bipolaire ordinaire, et elle a également une conductivité unidirectionnelle. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la diode électroluminescente, les trous injectés de la zone P vers la zone N et les électrons injectés de la zone N vers la zone P sont respectivement en contact avec les électrons de la zone N et les vides dans la zone P à quelques microns de la jonction PN. Les trous se recombinent et produisent une fluorescence d'émission spontanée. Les états énergétiques des électrons et des trous dans différents matériaux semi-conducteurs sont différents. Lorsque les électrons et les trous se recombinent, l'énergie libérée est quelque peu différente. Plus l'énergie libérée est importante, plus la longueur d'onde de la lumière émise est courte. Les diodes qui émettent de la lumière rouge, verte ou jaune sont couramment utilisées. La tension de claquage inverse de la diode électroluminescente est supérieure à 5 volts. Sa courbe caractéristique volt-ampère directe est très raide et doit être utilisée en série avec une résistance de limitation de courant pour contrôler le courant à travers la diode. La résistance de limitation de courant R peut être calculée par la formule suivante
R=(Eï¼ UF)/IF

Où E est la tension d'alimentation, UF est la chute de tension directe de la LED et IF est le courant de fonctionnement normal de la LED. La partie centrale de la diode électroluminescente est une plaquette composée d'un semi-conducteur de type P et d'un semi-conducteur de type N. Il existe une couche de transition entre le semi-conducteur de type P et le semi-conducteur de type N, appelée jonction PN. Dans la jonction PN de certains matériaux semi-conducteurs, lorsque les porteurs minoritaires injectés et les porteurs majoritaires se recombinent, l'énergie excédentaire est libérée sous forme de lumière, convertissant ainsi directement l'énergie électrique en énergie lumineuse. Avec une tension inverse appliquée à la jonction PN, il est difficile d'injecter des porteurs minoritaires, elle n'émet donc pas de lumière. Ce type de diode réalisée par le principe de l'électroluminescence par injection est appelée diode électroluminescente, communément appelée LED. Lorsqu'il est dans un état de fonctionnement positif (c'est-à-dire qu'une tension positive est appliquée aux deux extrémités), lorsque le courant circule de l'anode LED à la cathode, le cristal semi-conducteur émet de la lumière de différentes couleurs de l'ultraviolet à l'infrarouge, et l'intensité de la lumière est liée au courant.