Параметры светодиодов разных цветов: падение напряжения и длина волны, плюсы и минусы

Излучающий кристалл

История использования полупроводников старше начала использования электронных ламп. Попов А.С., считающийся изобретателем радио, искал наличие радиоволн с помощью простого полупроводникового прибора. Первый диод (детектор) Попова состоял из закрепленного в держателе полупроводникового кристалла и заостренного пружинного контакта из вольфрама или стали. Этот контакт опирался на область полупроводника, и, в зависимости от точки контакта, можно было найти самый чистый сигнал от радиостанции.

Способность некоторых кристаллов излучать свет под действием тока была обнаружена вскоре случайно, но поначалу не использовалась на практике. Сейчас светодиоды широко используются в спецтехнике и в быту.

Что такое светодиод, как он выглядит на схеме?

Светоизлучающий диод — это тип полупроводникового элемента, который имеет свойство кристалла излучать свет под действием электрического тока, который проходит через него. Этот эффект наблюдается не во всех полупроводниках, а только в тех, в которых в процессе рекомбинации электронов и дырок выделяется энергия в световом поле. Светодиод, как и обычный диод, имеет pn переход и пропускает ток только в одном направлении.

Особенность светодиода как светоизлучающего устройства заключается в том, что он непосредственно излучает кванты света. Это отличает его от ламп накаливания, где катушка сначала нагревается до определенной температуры, или от галогенных ламп с ионизирующим эффектом. Потери энергии в светодиодах минимальны.

Конструктивно светодиод включает в себя подложку с нанесенным на нее кристаллом, кабели для подключения к электрической цепи и корпус, который также является оптической системой. Обозначение светодиода на схеме имеет определенное графическое выражение, на электронной плате оно обозначается специальной кодировкой.

Виды диодов

Светодиодные элементы делятся на 2 объемных типа — полупроводниковые и неполупроводниковые. Устройство первого подразумевает небольшую емкость с закачиваемым воздухом и двумя электродами внутри:

• Кроме того, с электропроводностью P.
• Меньше, с электропроводностью Н.

Анод и катод в светодиодном источнике multiurok.ru
Неполупроводниковые диоды, в свою очередь, делятся на 2 другие группы:

• Вакуумный (кенотрон) построен по принципу лампы с 2-мя электродами, где один из них представлен в виде нити накаливания. В приоткрытом положении движение электронов осуществляется от полюса к минусу. В закрытом положении траектория реверсируется или приостанавливается.
• Заполненный газом (стабилитроны с люминесцентным зарядом или корона игнитронов и газотронов). Из объемного перечня элементов наиболее популярными присущи дуговые газотроны (стабилитроны). В них закачивают инертный газ и размещают горячие оксидные катоды. Ключевой особенностью таких светодиодов является способность генерировать высокое выходное напряжение и возможность работать с напряжением, значение которого может достигать нескольких десятков ампер.

Важно! Величина сопротивления в закрытом положении напрямую связана со значением прямого тока. Если он высокий, сопротивление будет низким.

Специфичные диоды

Выпрямительный диод мы уже рассматривали, давайте посмотрим на стабилитрон, который в отечественной литературе называется стабилитроном.

Обозначение стабилитрона (стабилитрон)

Внешне он похож на обычный диод — черный цилиндр с отметкой на одной стороне. Часто встречается в маломощной конструкции: маленький цилиндр из красного стекла с черной меткой на катоде.

У него есть важное свойство — стабилизация напряжения, поэтому он подключается параллельно нагрузке в обратном направлении, то есть к катоду подключается плюс блока питания, а минимум — анод.

Следующее устройство — варикап, принцип его действия основан на изменении величины барьерной емкости в зависимости от величины приложенного напряжения. Используется в приемниках и схемах, где необходимо выполнять операции с частотой сигнала. Он обозначается как диод, совмещенный с конденсатором.

Варикап — обозначение на схеме и внешний вид

Динистор — обозначение которого имеет вид скрещенного диода. Действительно, это — это 3-х переходный, 4-х слойный полупроводниковый прибор. Благодаря своей структуре он имеет свойство пропускать ток при превышении определенного барьера напряжения.

Например, динисторы около 30 В часто используются в «энергосберегающих» лампах для запуска генератора и других источников питания, построенных таким образом.

Обозначение динистора

Находим анод и катод у LED элементов мощностью свыше 1Вт.

Мощные светодиоды используются в электротехнике. Как быстро определить их полярность? Достаточно просто. Достаточно внимательно рассмотреть диод. При изготовлении маркируются контакты элементов мощностью более 0,5 Вт. Анод маркируется знаком «+».

Для чего служит светодиод, и как это отражено в его изображении на схеме?

Светодиод излучает свет, это его предназначение. А на схеме это четко обозначено двумя стрелками, идущими от элемента. Устройство получило очень широкое применение:

• Различные показания. Отдельные элементы используются для сигнализации включения определенных режимов работы электронных устройств. Группы устройств используются в цифровой индикации, где каждый светодиод играет роль сегмента цифры или буквы. Легенда светодиода на схеме, входящей в группу, не выставляется отдельно для каждого, а отображается вся группа в виде индикатора с разветвлением и нумерацией контактов.
• Для домашнего, общественного и промышленного освещения.
• В составе экранов для дорожных трансляций, а также при создании бегущих строк.
• В оптических ответвителях. В этом случае обозначение светодиода на схеме дополняется изображением элемента фотоприемника.
• Волоконно-оптические системы. Здесь светодиоды действуют как излучатели модулированной оптической волны.
• Для ЖК-экранов с подсветкой.
• Индустрия дизайна и развлечений.

Как определить анод и катод диода

1. на некоторых диодах катод обозначен полосой, которая отличается от цвета корпуса
2. можно мультиметром проверить диод и узнать, где у него катод, а где анод. Заодно проверьте его работоспособность. Этот способ железный ;-).

очень легко запомнить, где находится анод, а где катод, если вспомнить воронку для заливки жидкости в узкие горлышки бутылок. Воронка очень похожа на диодную схему. Переливаем в воронку и жидкость очень хорошо течет вместе с нами, а если повернуть, попробуйте перелить через узкое горлышко воронки ;-).

Интересные факты.

Светодиодная полоса.

Будь белым. Есть три варианта. Первый — это технология RGB. Активация всех трех цветов — 100% белый. Во втором случае на линзу нанесено три люминофора: синий, красный и зеленый. Третий вариант — применить красный и зеленый люминофор к оптической системе синих светодиодов.

Работает при высоких температурах. С повышением температуры в области pn перехода яркость люминесценции уменьшается. Кроме того, у красного и желтого цвета падение яркости больше, чем у синего и зеленого. Поэтому важно использовать хороший отвод тепла и избегать использования светодиодов при высоких температурах.

Как готовятся полупроводники? В основном за счет технологии металлоорганической эпитаксии в атмосфере особо чистого газа. Выращивают пленки толщиной от ангстрема до микрона. Несколько слоев легированы примесями, что придаст слою высокую концентрацию электронов или дырок, то есть они будут образовывать полупроводниковую структуру № p. Поскольку пленки травятся, они соприкасаются со слоями и разделяют их на сколы необходимого размера.

Чем хороша технология COB? Дело в том, что кристаллы закреплены на металлической подложке, которая одновременно выполняет роль радиатора. Таким образом, достигается отличный отвод тепла непосредственно от кристалла полупроводника. Также вы можете получить светодиоды разной формы, разной гибкости и так далее.

Похожие посты
• ТОП-10 светодиодных ламп в 2020 году
• Светодиодное освещение для складов: выбор, расчет и установка
• Декоративная неоновая лампа 220В: принцип работы, характеристики, как подключить

Распознавание с помощью мультиметра.

Самый надежный способ распознать полярность — использовать специальные инструменты. С помощью обычного мультиметра можно с высокой степенью точности маркировать контакты диодов. Попутно будет выяснено здоровье элемента и цвет свечения. Есть 3 способа использования тестера.

Сначала протестируйте светодиодный прибор в режиме «проверка сопротивления — 2 кОм». В этом случае прикоснитесь к контактам светодиода щупами мультиметра. Если красный положительный щуп тестера касается анода диода, а черный отрицательный щуп касается катода, на экране отобразится значение 1600-1800 Ом. В противном случае тестер отобразит единицу. Это означает, что датчики необходимо перевернуть. Если это не помогает, значит, предмет неисправен. Вы не можете узнать цвет свечения этим методом.

Во-вторых, вы можете установить мультиметр в режим «дозвон, проверка диодов». Если красный провод касается анода, а черный провод касается катода, элемент загорается. На экране отобразится число от 500 до 1200 мВ.

В-третьих, многие тестеры позволяют проводить измерения без датчиков. У мультиметра должен быть специальный отдел для тестирования транзисторов PNP и NPN. У них есть разъемы с маркировкой «E» и «C». При проверке элемента в зоне PNP, если катод вставлен в прорезь «C», а анод вставлен в «E», светодиод начнет излучать свет.

Следовательно, полярность правильная. При работе в отсеке NPN свечение будет появляться при противоположном расположении контактов: катод находится в положении «E», а анод — в положении «C». Пожалуй, это самый быстрый способ определения распиновки. Кстати, если у светодиода в студии нет длинных кабелей, можно вставить иголки в разъемы и аккуратно прикрепить к ним светодиодный элемент.

Новая система обозначений

Новая система маркировки диодов более совершенная. Он состоит из четырех элементов.

Первый элемент (буква или цифра) указывает исходный полупроводниковый материал, из которого сделан диод: G или 1 — германий * K или 2 — кремний, A или 3 — арсенид галлия, E или 4 — фосфид индия.

Второй элемент — это буква, обозначающая класс или группу диода.

Третий элемент — это число, которое определяет назначение или электрические свойства диода.

Четвертый элемент обозначает порядковый номер технологической разработки диода и указывается от А до Я.

Например:

• диод КД202А означает: К — материал, кремний, Д — выпрямительный диод, 202 — назначение и номер разработки, А — разновидность;
• 2C920 — кремниевый стабилитрон A-типа высокой мощности;
• AI301B — туннельный диод из арсенида галлия импульсного типа Б.

Иногда встречаются диоды, обозначенные устаревшими системами: ДГ-Ц21, Д7А, Д226Б, Д18. Диоды D7 отличаются от диодов DG-T цельнометаллическим корпусом, поэтому они более надежно работают во влажной атмосфере.

Германиевые диоды типа ДГ-Ц21… ДГ-Ц27 и близкие по характеристикам диоды Д7А… Д7Ж обычно используются в выпрямителях для питания радиоаппаратуры от сети переменного тока.

Некоторые технические данные не всегда включаются в символ диода, поэтому их следует искать в справочниках по полупроводниковым приборам.

Одно из исключений — обозначение некоторых диодов буквами KC или цифрой вместо K (например, 2C) — стабилитроны и кремниевые стабилизаторы.

После этих обозначений идут три цифры, если это первые цифры: 1 или 4, то, взяв последние две цифры и поделив их на 10, получим напряжение стабилизации Ust.

Например:

• КС107А — стабилизатор, Uст = 0,7 В,
• 2С133А — стабилитрон, Uст = 3,3 В.

Если первая цифра 2 или 5, последние две цифры показывают Ust, например:

• КС 213Б — Уст = 13 В,
• 2С 291А — Усть = 91 В.

Если число 6, к последним двум числам нужно прибавить 100В, например: КС 680А — Uст = 180В.

Диод в цепи постоянного тока

Как мы уже говорили, диод пропускает электрический ток только в одном направлении. Чтобы показать это, давайте составим простую диаграмму.

прямой диод

Так как наша лампа накаливания на 12 Вольт, поэтому на блоке питания мы также выставляем значение на 12 В и монтируем всю электрическую схему согласно схеме выше. В результате наша лампочка горит отлично. Это указывает на то, что через диод течет электрический ток. В этом случае говорят, что диод горит в прямом направлении.

диод в прямом включении

Теперь поменяем выводы диода. В результате диаграмма будет выглядеть так.

обратное зажигание диода

Как видите, свет не горит, так как диод не пропускает электрический ток, то есть блокирует его прохождение, хотя источник питания выдает свои честные 12 вольт.

обратное зажигание диода

Какой вывод из этого можно сделать? Диод проводит постоянный ток только в одном направлении.

Особенности обозначения полупроводника на чертежах

Технические стандарты и правила регулируют обозначение светодиода на схеме. ГОСТ 2.702-2011 предписывает:

• Изобразите светодиод и другие элементы схемы, используя принадлежности для рисования или в электронном виде. В этом случае последний вариант должен иметь разрешение не менее 300 dpi и содержать расширение файла .tif или .bmp.
• Схема светодиода представляет собой обычный диод, заключенный в кружок. Над правой верхней частью круга есть две параллельные стрелки, которые идут от основного углового элемента вправо вверх.
• Полный буквенно-цифровой индекс указывается рядом со светодиодом.
• Независимо от того, как светодиод расположен на схеме, с полярностью в ту или иную сторону или под углом, направление стрелок остается неизменным.
• Вывод из треугольника на схеме символизирует анод (+), а из вертикальной черты — катод (-).
• Светодиод на схеме должен иметь собственный серийный номер. Нумерация идет слева направо, сверху вниз.

Светодиод – полярность обозначения

Обозначение светодиода на схеме позволяет легко определить его полярность, но для того, чтобы определить ее по вновь приобретенному предмету, нужно осмотреть его контакты. Положительный конец анода обычно длиннее катода.

Если светодиод установлен на плате и по каким-то причинам на нем нет следов элементов, полярность полупроводника можно определить, внимательно наблюдая за его корпусом. Со стороны катода (отрицательный вывод) на корпусе имеется плоская выемка. Кроме того, в прозрачных типах корпусов светодиодов видна его внутренняя часть. Подобие чаши, в которой расположен кристалл полупроводника, имеет прямую связь с катодом.

В том случае, если невозможно определить полярность указанными выше способами, но есть электронный мультиметр, можно им воспользоваться. Берут обычный диод с известной полярностью, переводят прибор в режим набора и подключают к полупроводнику. Полярность запоминается, когда диод проводит. Подключите светодиод к измерительным проводам. Убедитесь, что он пропускает ток, обратите внимание на его полярность.

Из чего состоит диод

В нашем мире есть вещества, отлично проводящие электрический ток. В основном это металлы, такие как серебро, медь, алюминий, золото и так далее. Такие вещества называют проводниками. Есть вещества, которые очень плохо проводят электричество: фарфор, пластик, стекло и так далее. Их называют диэлектриками или изоляторами. Полупроводники находятся между проводниками и диэлектриками. В основном это германий и кремний.

После смешивания германия или кремния с небольшой долей мышьяка или индия при смешивании с мышьяком образуется полупроводник N-типа; или полупроводник P-типа при смешивании с индием.

Теперь, если эти два полупроводника типа P и N спаять вместе, на их стыке образуется PN переход. Это структура диода. То есть диод состоит из PN перехода.

диодная структура

Полупроводник P-типа в диоде является анодом, а полупроводник N-типа — катодом.

Открываем советский диод Д226 и смотрим, что внутри, шлифуя часть корпуса на шлифованном круге.

диод D226

Это настоящий PN-переход

PN переходный диод

Визуальное определение.

Если техническая документация недоступна, сначала следует тщательно рассмотреть элемент. Это часто помогает понять, в чем заключается преимущество светодиодов. Самый распространенный тип светодиодных устройств — цилиндрический диод размером не менее 3,5 мм — имеет более длинный контакт. Такое конструктивное решение было придумано для индикации полярности. Длинный вывод — это положительный анод.

Вы можете распознать больше и меньше, если увидите, что содержит светодиод. Через прозрачную оболочку видно, что площадь анода (положительный контакт) меньше, чем площадь катода (отрицательный).

Если на корпусе светодиода имеется скос, то это признак катода.

Чем больше типоразмер и мощность светодиодного изделия, тем больше шансов определить полярность «на глаз».

Маркировка Cree

Компания Cree специализируется на производстве светодиодов высокой мощности и имеет торговую марку: SSSCCC-BD-0000-NNNNN

• первые три символа (SSS) — это серия, например XPG для серии XP-G;
• вторые три символа (CCC) — это цвета, закодированные с использованием соответствующих сокращений цветов на английском языке:
  • WHITE — белый;
  • ROY — королевский синий (яркий;
  • RED — красный;
  • AMB — оранжевый
  • GRN — зеленый;
  • СИНИЙ — синий;
  • HEW — белый высокоэффективный;
  • BWT — белый цвет второго поколения (речь идет о втором поколении белых светодиодов, например, если бы серия XP-G была обозначена как XPGWHT…, серия XP-G2 была бы обозначена как XPGBWT…);
• седьмой и восьмой символы (BD) — характеристика качества цветопередачи, индекса цветопередачи CRI:
  • 01 — белый для наружного освещения;
  • B1 — CRI min 70 (индекс цветопередачи не менее 70);
  • L1 — стандартный CRI (типовой) — зависит от конкретной модели светодиода и его цветовой температуры;
  • H1 — минимальный CRI 80;
  • P1 — минимальный CRI 85;
  • U1 — CRI min 90;
• четыре нуля: код производителя, практически не имеет смыслового значения;
• последние пять символов (NNNNN) — это число, установленное для коррелированной цветовой температуры и световой отдачи. Количество возможных значений этого параметра очень велико, описание в рамках статьи займет много времени, поэтому для подробного описания рекомендуется обратиться к техпаспорту конкретного люминесцентного диода.

Например, возьмем светодиод серии Cree XP-E2 с маркировкой XPEBWT-H1-0000-00AE7. Используя описание, можно сказать, что маркировка гласит следующее: светодиод XP-E2 имеет индекс цветопередачи — 80, цветовую температуру — 4300К, световой поток = 87,4 лм при токе 350 мА.

Для закрепления материала рекомендуем посмотреть тематический видеоролик, в котором автор рассказывает о маркировке светодиодов CREE XM-L T6, XM-L2 U2 или XP-E Q5

Катод и анод это плюс или минус

Анод (в переводе с древнегреческого — движение вверх) — это электрод любого устройства, подключенного к плюсу источника питания. Катод диода (в переводе с древнегреческого — спуск) — это электрод любого устройства, подключенного к минусу блока питания.

Согласно ГОСТ 15596-82:

• отрицательный электрод во время разряда — анод;
• положительный электрод является катодом во время разряда.

Внимание! При зарядке все наоборот: катод меньше, анод больше.

Фарадей также сказал, что очень важны места, где ток входит и выходит из вещества, их нужно отличать от плюса и минуса.

Если нет реального движения, нет смысла говорить об аноде и катоде.

Электрохимическим, проводящим электролиз металлов, анодом называют электрод, который окисляется, катодом — электрод, который восстанавливается. Для диодного элемента в открытом состоянии катод — это вывод, подключенный к минусу, анод — к плюсу.

Цоколевка светодиодов

Под распиновкой принято понимать внешний вид (конструкцию корпуса) светодиода. Каждый производитель изготавливает светодиод в собственном корпусе, в зависимости от конструкции и назначения. Единого стандарта нет, как у светодиодных ламп, напоминаю, что цоколи у самых распространенных ламп бывают: е27, е14.

Единого стандарта для распиновки светодиодов нет. Каждый производитель поступает так, как считает нужным. В результате на полках магазинов мы получаем множество светодиодов, разных по форме, внешнему виду, дизайну.

Из всего множества еще можно выделить пару небольших групп. Например, наиболее распространенные простые светодиоды выполнены в прозрачном или цветном корпусе из прочного пластика или стекла и имеют форму цилиндра, край которого часто закруглен.

Самые дорогие светодиоды состоят из нескольких частей — основы и линзы. Проводящие дорожки расположены на основании, а линза изготовлена ​​из качественного материала, который действует как рассеиватель света. Основание выполнено в виде круга или квадрата. Полярность на квадрате обозначается скошенным углом. Например, светодиоды CREE выглядят так:

Нестандартная распиновка может возникнуть при ремонте электронных блоков и вызвать некоторые трудности с определением полярности.

По распиновке светодиода определяется его полярность, знание которой необходимо для ремонта или правильной установки светодиода в схему. Определить полярность обычными способами не всегда удается из-за нестандартной распиновки светодиода: своеобразной конструкции корпуса, утолщения одного из светодиодов и других причин. Поэтому в таких случаях, что ни говори, придется прибегнуть к электрическому замеру.

Светодиод на плате

При сборке печатной платы установщики радио используют схему и перечень элементов спецификации. В соответствии с этим списком наносится специальная маркировка с указанием типа элемента и номера его позиции на схеме. Существуют международные стандарты обозначения карточек, которые обычно используются в импортном оборудовании.

Обозначение светодиода на плате представлено в виде графического изображения, кодировки букв и числа. Первый в основном отображает полярность полупроводника, буквы обозначают тип устройства, а число указывает его серийный номер на схеме и в списке.

Графическое обозначение светодиода на схеме платы идентично его изображению на чертеже, но может не содержать кружка вокруг значка диода. Кодировка букв производится заглавными латинскими буквами — LED (импортные схемы) и HL (отечественные). Номер идет после букв или внизу. Без номера невозможно определить параметры полупроводника, которые не указаны на плате за редким исключением.

Распознаем полярность у светодиода в корпусе SMD.

Если светодиод выполнен в SMD корпусе, невозможно рассмотреть, что находится внутри. Как правило, производители заботятся об инженерах-электриках и делают заметки. Полярность можно определить по насечке на корпусе, радиатору или пиктограмме. Первые два метода лучше всего подходят для больших типоразмеров.

На корпусе таких диодов можно найти структурный вырез. Именно он указывает на отрицательный контакт (катод). На противоположной стороне, соответственно, будет размещен положительный анод.

Радиатор на задней стороне корпуса также указывает на полярность. Он не сбалансирован по отношению к аноду.

На малых SMD диодах (например, типоразмера 1206) в качестве подсказки наносятся специальные пиктограммы. Они имеют форму треугольника, буквы P или T. Выступ указывает на катод.

Старая система обозначений

В соответствии с системой обозначений, разработанной до 1964 г., сокращенное обозначение диодов состояло из двух или трех элементов.

Первый элемент — буквенный, D — диод.

Второй элемент — это номер, соответствующий типу диода: 1… 100 — германиевая точка, 101… 200 — кремниевая точка, 201… 300 — планарный кремний, 801… 900 — стабилитроны, 901… 950 — варикапы, 1001… 1100 — полюса выпрямителя. Третий элемент — это буква, обозначающая тип устройства. Этот элемент может отсутствовать, если нет диодных разновидностей.

В настоящее время существует система обозначений, соответствующая ГОСТ 10862-72. В новой, как и в старой системе, принято следующее подразделение на группы по предельной (граничной) частоте усиления (передачи тока) в:

• низкочастотный бас (до 3 МГц),
• среднечастотный диапазон средних частот (от 3 до 30 МГц),
• высокочастотный КВ (более 30 МГц),
• сВЧ очень высокой частоты;

Для рассеивания мощности:

• малая мощность (до 0,3 Вт),
• средняя мощность (от 0,3 до 1,5 Вт),
• большая мощность (более 1,5 Вт

Маркировка Samsung

На пике производства светодиодов эта компания была лидером по производству и занимала лидирующие позиции на рынке. Сегодня Samsung сдал позиции, но все еще остается на рынке, т.к зарекомендовал себя как производитель качественной продукции. Маркировка состоит из 18 знаков:

• 1, 2 — буквы SP, что означает «пакет Samsung» — это значение постоянно и не меняется;
• 3 — Мощность светодиода имеет два популярных значения: H (высокая) — высокая, M (средняя) — средняя, ​​в редких случаях в этом месте может появиться другой символ: B — для светодиодов подсветки, F — для вспышек камеры и др;
• 4, 5 — цвет излучаемого света: WH (белый) — белый;
• 6 — версия продукта (обозначается буквой);
• 7.8 — обозначение изделия;
• 9 — линза типа Д (купольная) — купольная;
• 10 — мощность в ваттах, в нашем случае — 3 Вт;
• 11 — категория зарезервирована;
• 12 — индекс цветопередачи CRI: 1 — мин 68, 3 — мин 70, 4 — мин 75, 5 — мин 80, 7 — мин 90;
• 13, 14 — прямое падение напряжения, кодируется буквой и цифрой согласно таблице, представленной на фото;
• 15, 16 — CCT коррелированная световая температура, значения закодированы согласно таблице, представленной на фото;
• 17.18 — номинальный световой поток, соответствие цветовой кодировке, см. Фото ниже;

Графические обозначения распространенных диодов на схеме

Простой диод на схеме

На схеме я показал обычный диод, который будет выглядеть так и больше ничего. Общий вид диодов не обязательно должен совпадать с фото. На данный момент существует до десятка разновидностей простых диодов.

УГО1 диод
Отображение диода на схеме
Тип диода

Схема диода Шоттки

Диод Шоттки — это разновидность выпрямительного диода, который используется в высокочастотных цепях. Они могут изготавливаться как в дискретных формах, так и сразу в сборе. Их там мог увидеть любой, кто хоть раз разбирал блоки питания. В частности, в компьютерных блоках питания. Графическая распиновка и внутренняя схема подключения показаны на корпусе диода.

Диоды Шоттки
Диод Шоттки на схеме
Диод Шоттки

Схема диода Зенера

Схема стабилитрона
Схема стабилитрона на схеме
посмотреть стабилитрон
вид стабилитрона 2

Стабилитрон — в отечественной технической литературе трактуется как «стабилитрон»

Внешне такие диоды выпускаются разных форматов. Выглядит как простой диод с меткой на одной стороне. Он может быть в черном или в красном стеклянном корпусе с черной меткой на катоде. Основное свойство стабилитрона — стабилизация напряжения. Как правило, он используется параллельно нагрузке в обратном направлении: на катод подается «+», а на анод «-«.

Виды светодиодов, классификация

Светодиоды сигнализации и освещения различаются по назначению. Первые используются для стилизации, декоративного освещения, например, для оформления зданий, рекламных баннеров, гирлянд. Осветительные приборы используются для создания яркого освещения в комнате.

По типу исполнения различают:

• Погружной светодиод. Это кристаллы, заключенные в цилиндрическую линзу. Имеется в виду сигнальные светодиоды. Бывают одноцветные и разноцветные устройства. Применяются редко из-за своих недостатков: большие размеры, малый угол освещения (до 120 градусов), снижение яркости излучения на 70% при длительной эксплуатации, слабый световой поток. Погружной светодиод
• Под руководством паука. Эти светодиоды аналогичны предыдущим, но имеют 4 выхода. В таких диодах оптимизируется отвод тепла и повышается надежность компонентов. Их активно используют в автомобилестроении.
• Smd — светодиод для поверхностного монтажа. Это может относиться как к индикатору, так и к светодиодам подсветки. Smd

• Cob (Chip-On-Board): кристалл устанавливается прямо на плату. Преимущества этого решения включают защиту от окисления, небольшой размер, эффективное рассеивание тепла и равномерное освещение по всей площади. Светодиоды этой марки самые инновационные. Используется для освещения. На подложку можно установить более 9 светодиодов. Сверху светодиодная матрица покрыта люминофором. Их активно используют в автомобилестроении для создания фар и поворотников, при разработке телевизоров и компьютерных экранов.Початок
• Волокно — разработка 2015 года. Может использоваться в производстве одежды.Волокно
• Филамент также является инновационным продуктом. Для них характерна высокая энергоэффективность. Используется для создания осветительных ламп. Важным преимуществом является возможность монтажа непосредственно на стеклянную подложку. Благодаря этому приложению можно рассеивать свет на 360 градусов. Конструкция состоит из кристаллов сапфира диаметром до 1,5 мм и специально разработанных кристаллов, соединенных последовательно. Количество кристаллов обычно ограничено до 28 штук. Светодиоды помещены в колбу с люминофорным покрытием. Светодиодные лампы накаливания иногда можно отнести к категории COB. Нить
• Олед. Органические тонкопленочные светодиоды. Используется для создания органических дисплеев. Они состоят из анода, стеклянной фольги или подложки, катода, полимерного слоя, проводящего слоя из органических материалов. К достоинствам можно отнести небольшие размеры, равномерное освещение по всей площади, большой угол освещения, невысокую стоимость, длительный срок службы, низкое энергопотребление.Олед

• В отдельную группу входят светодиоды, излучающие в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах. Они могут быть с выводом и в виде smd исполнения. Используется в пультах дистанционного управления, бактерицидных и кварцевых лампах, стерилизаторах аквариумов.

Светодиоды могут быть:

• мигание — используется для привлечения внимания;
• разноцветная мигалка;
• триколор — в одном случае есть несколько не связанных между собой кристаллов, которые работают как по отдельности, так и все вместе;
• RGB;
• монохромный.

Светодиоды классифицируются по цвету. Для наиболее точной цветовой идентификации в документации на прибор указывается длина волны его излучения.

Белые светодиоды классифицируются по цветовой температуре. Они доступны в теплых (2700К), нейтральных (4200К) и холодных (6000К) оттенках).

По мощности выделяют светодиоды, потребляющие единицы от мВт до десятков ватт. Интенсивность света напрямую зависит от мощности.

Характеристики диода

Давайте посмотрим на характеристики диода КД411АМ. Его характеристики ищем в Интернете, ориентируясь в поиске «технический паспорт KD411AM»

Для объяснения параметров диода нам также понадобится его ВАХ

1. Максимальное обратное напряжение Urev — это напряжение диода, которое он выдерживает при подключении в обратном направлении, в то время как через него будет протекать ток Iobr — сила тока при повторном подключении диода. При превышении обратного напряжения в диоде происходит так называемый лавинный пробой, в результате резко возрастает ток, что может привести к полному термическому разрушению диода. В нашем тестовом диоде это напряжение составляет 700 вольт.
2. Максимальный прямой ток Ipr — это максимальный ток, который может протекать через диод в прямом направлении. В нашем случае это 2 Ампера.
3. Максимальная частота Fd, которую нельзя превышать. В нашем случае максимальная частота диода будет 30 кГц. Если частота будет выше, наш диод не будет нормально работать.

Диод в цепи переменного тока

Кто забыл, что такое переменный ток, прочтите эту статью. Итак, чтобы рассмотреть работу диода в цепи переменного тока, составим схему. Здесь мы видим генератор частоты G, диод и две клеммные колодки X1 и X2, с которых мы будем снимать сигнал с помощью осциллографа.

Мой генератор частоты выглядит так.

Генератор вырабатывает переменное синусоидальное напряжение.

синусоидальный сигнал

Что будет после диода? Цепляемся за выводы X1 и X2 и видим вот такую ​​осциллограмму.

переменное напряжение после диода

Диод отрезал низ синусоиды, оставив только верх.

Что будет, если поменять выводы диода? Схема будет выглядеть так.

переменный ток после диода

Что мы получаем на клеммах X1 и X2? Посмотрим на осциллограмму.

переменный ток после диода

Ой! Диод отсекает только положительную часть синусоиды!

Принцип работы светодиодов

Любой светодиод имеет pn переход. Свечение возникает в результате рекомбинации электронов и дырок при электронно-дырочном переходе. Pn переход образуется при соединении двух полупроводников с разной электропроводностью. Материал n-типа легирован электронами, а материал p-типа — дырками.

При приложении напряжения электроны и дырки в pn переходе начинают двигаться и занимать место. Когда носители заряда приближаются к электронно-дырочному переходу, электроны помещаются в материал p-типа. В результате перехода электронов с одного энергетического уровня на другой высвобождаются фотоны.

Не все pn-переходы могут излучать свет. Для пропускания света необходимо выполнение двух условий:

• ширина запрещенной зоны должна быть близка к энергии кванта света;
• кристалл полупроводника должен иметь минимум дефектов.

Реализовать это в конструкции с pn переходом не получится. По этой причине создаются многослойные структуры из нескольких полупроводников, которые называются гетероструктурами.

Для создания светодиодов используются проводники с прямым зазором и допускаются прямой оптический переход от зоны к зоне. Наиболее распространены материалы группы A3B5 (арсенид галлия, фосфид индия), A2B4 (теллурид кадмия, селенид цинка).

Цвет светодиода зависит от ширины запрещенной зоны, в которой электроны и дырки рекомбинируют. Чем шире запрещенная зона и выше энергия кванта, тем ближе к синему цвету излучаемый свет. Изменяя состав, можно получить люминесценцию в широком оптическом диапазоне, от ультрафиолета до среднего инфракрасного.

Инфракрасные, красные и желтые светодиоды изготовлены на основе фосфида галлия, зеленые, синие и пурпурные — на основе нитридов галлия.

Читайте также: Операционные системы для Orange Pi Zero и PC Plusааа