- •Cвязь световых и энергетических фотометрических величин: определения и формулы величин XV, k, k(l), V(l), Kmax; формула связи XV « Хе.
- •Эквивалентные температуры: яркостная температура.
- •Принцип действия, схема включения, основные параметры и характеристики полупроводниковых излучающих диодов.
- •Принцип действия, устройство, основные параметры и характеристики газовых лазеров.
- •Принцип действия, устройство, основные параметры и характеристики твердотельных лазеров.
- •Принцип действия, устройство, основные параметры и характеристики полупроводниковых лазеров.
- •Параметры оптически прозрачных сред: n, a, , .
- •Закон Бугера.
- •Классификация приемников оптического излучения.
- •14. Основные параметры приемников оптического излучения: параметры шумовых и пороговых характеристик (Фп, Фп1, Фп*, d, d*), параметры частотных и временных характеристик (tуст.0,37, fо).
- •Пересчет параметров приемников оптического излучения: из световых величин в энергетические; из параметров для излучения одного источника в параметры для излучения другого источника.
- •Принцип действия приемников оптического излучения на внутреннем фотоэффекте.
- •Принцип действия приемников оптического излучения на внешнем фотоэффекте.
Принцип действия, схема включения, основные параметры и характеристики полупроводниковых излучающих диодов.
Ответ:
Принцип действия полупроводниковых излучающих диодов (светодиод) основан на явлении электролюминесценции при протекании тока в структурах с p-n-переходом. Светодиоды выполняют функции, противоположные фотоприемникам, т.е. эффективно преобразуют электрическую энергию в световую. Когерентное монохроматическое или спонтанное высвечивание (люминесценцию) в полупроводнике можно получить рядом методов возбуждения (накачки): оптическим возбуждением, воздействием на полупроводник пучком быстрых электронов с высокой энергией, возбуждением полупроводниковых материалов импульсами электронного поля (ударной ионизацией).
Спектральные характеристики люминесцентных излучающих диодов (светодиодов)
Светодиод
излучают в спектральном интервале до
нескольких десятков нанометров. Длина
волны излучения определяется энергетической
шириной зон полупроводника, чаще всего
шириной запрещенной зоны
,
Яркостная характеристика и температурный диапазон работы светодиодов
Основной характеристикой светодиода как источника света является его яркостная характеристика
Яркостная
характеристика имеет нелинейный
начальный участок, ограниченный низким
выходным яркостями (мощностями), и почти
линейный участок протяженностью один
или два порядка изменения яркости. В
широком диапазоне изменений рабочей
яркости в первом приближении можно
записать
,
где ,
b- некоторый
коэффициент, имеющий разброс от диода
к диоду (2…20 кд/м2.мА),
значение
тока, протекающего через p-n-переход;
пороговое
значение тока через диод, при котором
становится возможна линеаризация
зависимости
Величина
для комнатной температуры лежит в
пределах от (0,1…0,5) мА до (1…2,5) мА и зависит
от типа светодиода, параметров
полупроводника, характеристик контактов
и температуры.
График
Временная динамическая характеристика светодиода определяется минимальным временем нарастания и спада светового импульса, завалом плоской вершины при питании его прямоугольным импульсом тока, а также минимальной скважностью импульсов.
Параметры светодиода как элемента электрической цепи определяют его вольт-амперный характеристикой.
Схема включения:
У всех светодиодов она типично диодная с сильно выраженной нелинейностью в проводящем направлении. Поэтому последовательно с диодом необходимо включать ограничивающий резистор, обеспечивающий устойчивый режим работы светодиод. Для импульсов тока длительностью 10 с и менее эквивалентную схему светодиод можно представить параллельным RC- контуром, как показано на рис.
По вольт – амперным
характеристикам определяется статическое
,
остаточное
и
динамическое (дифференциальное)
сопротивления диода, напряжение отсечки
и пробоя
.
Основной характеристикой излучающих светодиодов является квантовый выход.
где
внешний
и внутренний квантовые выходы;
температура;
интегральный
ток в переходе;
оптическая
эффективность конструкции.
Внешний квантовый выход светодиод:
постоянная
планка,
частота
излучения;
заряд
электрона.
Коэффициент полезного действия светодиода:
приложенное
к диоду напряжение.
Связь между КДП и внешним квантовым выходом:
.
