Mirdzdiode

Vikipēdijas raksts
Pārlēkt uz: navigācija, meklēt
3 pamatkrāsu diodes.
Mirdzdiodes shematiskais apzīmējums.

Mirdzdiode ir pusvadītāju diode, kuras p-n pāreja vadāmības virzienā plūstošas strāvas ietekmē mirdz, izstarojot redzamā vai neredzamā spektra gaismu. Mirdzdiodes mēdz saukt arī par gaismas diodēm (krievu: Светодиод), vai LED (angļu: Light-emitting diode).

Darbības princips[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Vadāmības virzienā pieslēgta sprieguma ietekmē pārpalikuma lādiņi elektroni no elektronu vadītspējas (n tipa) pusvadītāja cauri p-n pārejai difundē caurumu vadītspējas (p tipa) pusvadītājā, kur tie rekombinējas ar caurumiem. Rekombinējoties elektroni pāriet no vadītspējas zonas valences zonā, tātad no austāka enerģijas līmeņa zemākā. Šīs pārejas rezultātā atbrīvojas enerģija, kura daļēji pārvēršas siltumā un daļēji tiek izstarota fotonu veidā. Izstarotās gaismas viļņa garums ir atkarīgs no pusvadītāja kristālrežģa aizliegtās zonas platuma.

Īpašības[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Spektrālās īpašības[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Atšķirībā no kvēlspuldzēm mirdzdiodes neizstaro siltumu. Tādēļ mirdzdiodēm ir ļoti augsts lietderības koeficients. To starojums ir ļoti šaurā spektrā, monohromatisks. Ilgu laiku bija problemātiski iegūt diodes visām pamatgaismām, tikai 1990. gados parādījās lētas zilās gaismas diodes.

Virziendarbība[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Mirdzdiodēm raksturīgs vērsts starojums. Plakana pusvadītāja virsma gaismu izstaro perpendikulāri virsmai un tikai nedaudz sāņus. Vērstā starojuma dēļ ir nedaudz apgrūtināta diožu izmantošana difūza apgaismojuma iegūšanai.

Elektriskās īpašības[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Pēc elektriskajām īpašībām mirdzdiodes ir līdzīgas parastajām diodēm, taču pusvadītāja materiāla izvēle nosaka lielāku sprieguma kritumu vadāmības virzienā (atvēršanās spriegums). Atvērtas diodes diferenciālā pretestība ir ļoti maza, savukārt mirdzēšanas stiprums ir atkarīgs no caurplūstošās strāvas, tādēļ mirdzdiodes ieteicams barot no strāvas avota.

Mirdzdiodes slēguma piemērs.

Darbības ātrums[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Gaismas diodēm piemīt pavisam neliela spīdēšanas inerce, tāpēc tās var izmantot dažādu stroboskopisku efektu iegūšanai (dinamiskā indikācija).

Mirdzēšanas krāsa, sprieguma kritums un izgatavošanas materiāls[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Krāsa Viļņa garums [nm] Sprieguma kritums [ΔV] Pusvadītāja materiāls
Infrasarkana λ > 760 ΔV < 1.63 Gallija arsenīds (GaAs)
Alumīnija gallija arsenīds (AlGaAs)
Sarkana 610 < λ < 760 1.63 < ΔV < 2.03 Alumīnija gallija arsenīds (AlGaAs)
Gallija arsenīda fosfīds (GaAsP)
Alumīnija gallija indija fosfīds (AlGaInP)
Gallija(III) fosfīds (GaP)
Oranža 590 < λ < 610 2.03 < ΔV < 2.10 Gallija arsenīda fosfīds (GaAsP)
Alumīnija gallija indija fosfīds (AlGaInP)
Gallija(III) fosfīds (GaP)
Dzeltena 570 < λ < 590 2.10 < ΔV < 2.18 Gallija arsenīda fosfīds (GaAsP)
Alumīnija gallija indija fosfīds (AlGaInP)
Gallija(III) fosfīds (GaP)
Zaļa 500 < λ < 570 1.9[1] < ΔV < 4.0 Indija gallija nitrīds (InGaN) / Gallija(III) nitrīds (GaN)
Gallija(III) fosfīds (GaP)
Alumīnija gallija indija fosfīds (AlGaInP)
Alumīnija gallija fosfīds (AlGaP)
Zila 450 < λ < 500 2.48 < ΔV < 3.7 Cinka selenīds (ZnSe)
Indija gallija nitrīds (InGaN)
Silīcija karbīds (SiC) kā substrāts
Silīcijs (Si) kā substrāts — izstrādes stadijā
Violeta 400 < λ < 450 2.76 < ΔV < 4.0 Indija gallija nitrīds (InGaN)
Purpura jauktais spektrs 2.48 < ΔV < 3.7 divas diodes zila un sarkana,
zila ar sarkanu luminoforu,
vai balta ar purpura plastmasas korpusu
Ultravioleta λ < 400 3.1 < ΔV < 4.4 Dimants (235 nm)[2]
Bora nitrīds (215 nm)[3][4]
Alumīnija nitrīds (AlN) (210 nm)[5]
Alumīnija gallija nitrīds (AlGaN)
Alumīnija gallija indija nitrīds (AlGaInN) — līdz 210 nm[6]
Rozā jauktais spektrs ΔV ~ 3.3[7] Zila diode ar vienu vai diviem luminofora slāņiem,
dzeltena ar oranžu vai rozā luminoforu,
vai balta ar rozā pigmentu.[8]
Balta plašs spektrs ΔV = 3.5 Zila vai ultravioleta diode ar dzeltenu luminoforu

Izmantošana[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Mirdzdiodes izmanto

  • Informācijas atspoguļošanai, gan kā atsevišķas diodes, gan kā diožu matricas.
  • Informācijas iegūšanai, piemēram skeneros
  • Elektriskās atsaistes izveidošanai, optronu sastāvā
  • Apgaismošanai

Skatīt arī[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Atsauces[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

  1. OSRAM: green LED. (PDF) . Retrieved on 2012-03-16.
  2. (2001) "Ultraviolet Emission from a Diamond pn Junction". Science 292 (5523): 1899–1901. doi:10.1126/science.1060258. PMID 11397942. 
  3. (2007) "Deep Ultraviolet Light-Emitting Hexagonal Boron Nitride Synthesized at Atmospheric Pressure". Science 317 (5840): 932–934. doi:10.1126/science.1144216. PMID 17702939. 
  4. (2004) "Direct-bandgap properties and evidence for ultraviolet lasing of hexagonal boron nitride single crystal". Nature Materials 3 (6): 404–409. doi:10.1038/nmat1134. PMID 15156198. 
  5. (2006) "An aluminium nitride light-emitting diode with a wavelength of 210 nanometres". Nature 441 (7091): 325–328. doi:10.1038/nature04760. PMID 16710416. 
  6. "LEDs move into the ultraviolet". physicsworld.com. May 17, 2006. Atjaunināts: 2007-08-13.
  7. How to Wire/Connect LEDs. Llamma.com. Retrieved on 2012-03-16.
  8. LED types by Color, Brightness, and Chemistry. Donklipstein.com. Retrieved on 2012-03-16.