دیود چیست؟(بخش چهارم)

دیود چیست؟(بخش چهارم)

دیود نور دهنده یا LED : واژه LED از عبارت Light Emitting Diode به معنای دیود منتشر کننده نور گرفته شده است . دیود نور دهنده از دو نیمه هادی نوع N و P ساخته شده است . هرگاه این دیود در بایاس مستقیم قرار گیرد و جریان به اندازه کافی باشد ، دیود از خود نور تولید می کند . نور تولیدی در محل اتصال نیمه هادی های N و P ایجاد می شود . رنگ نور تولیدی به جنس نیمه هادی های استفاده شده در دیود بستگی دارد و این دیودها معمولاً دارای نورهایی به رنگ های آبی ، قرمز ، زرد ، نارنجی ، سفید و سبز هستند . نور تولید شده ، نتیجه بعضی از ترکیبات بین الکترونها و حفره ها می باشد که به صورت پالس های نور ظاهر می شود . لازم به تذکر است که این عمل برای دیودهای معمولی نیز اتفاق می افتد ولی در این دیودها فرکانس نور تولید شده به اندازه ای است که نور قابل رؤیت نمی باشد . بیشترین نور در محل اتصال نیمه هادی های نوع N و P تولید می شود زیرا در این محل ، الکترونها و حفره های بیشتری با یکدیگر ترکیب می شوند . در شکل (12) تصویری از چند LED و در شکل (13) علامت اختصاری آن نمایش داده شده است .

 

شکل 12

 

شکل 13

 

در شکل (14) منحنی نور تولید شده توسط دیود نور دهنده ، نسبت به جریان عبوری از آن نمایش داده شده است . همانطور که مشاهده می کنید این منحنی کاملاً خطی است . بنابراین به وسیله دیود نور دهنده می توان سیگنال های الکتریکی را به نور تبدیل نمود و آنها را به روشهای مختلف از جمله با استفاده از فیبرهای نوری ارسال کرد و در انتهای مسیر مجدداً نور دریافت شده را که بدون اعوجاج است به سیگنال های الکتریکی تبدیل نمود .

 

شکل 14

 

مقدار نوری که از دیود نور دهنده خارج می شود به وسیله شکل فیزیکی آن کنترل می شود . شکل نیم کره ای قادر به خارج کردن نور بیشتری است و به همین دلیل این شکل فیزیکی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد . اما استفاده از دیود نور دهنده مزایای زیادی دارد از جمله کوچک بودن اندازه آن ، داشتن عمر کارکرد بالا ( حدود یکصد هزار ساعت ) ، داشتن سرعت بالا در قطع و وصل نور ، تلفات حرارتی کم ، داشتن ولتاژ کار کم ( بین 1.7 تا 3.3 ولت ) ، مصرف جریان کم ( حدود چند میلی آمپر ) و داشتن توان کم ( حدود 10 تا 150 میلی وات ) .

فتو دیود ( Photo Diode ) : فتو دیود که به آن دیود نوری نیز می گویند مانند دیود معمولی از اتصال دو نیمه هادی نوع N و P ساخته می شود با این تفاوت که محل اتصال نیمه هادی ها ، با مواد پلاستیکی سیاه پوشیده نمی شود بلکه برای اینکه نور به محل اتصال نیمه هادی ها برسد معمولاً آن محل را توسط شیشه و یا مواد پلاستیکی شفاف می پوشانند . روی اکثر فتودیودها یک لنز بسیار کوچک نصب می شود تا نور تابیده شده به آن منطقه را متمرکز کرده و به محل پیوند برساند . در شکل (15) تصویری از یک فتو دیود و در شکل (16) علامت اختصاری آن نمایش داده شده است .

 

 

شکل 15

 

شکل 16

 

فتودیود همیشه در بایاس معکوس به کار می رود و با تابش نور به محل اتصال نیمه های های آن ، پیوندهای کووالانس موجود در ناحیه تخلیه در اثر انرژی نور تابیده شده شکسته شده و جریان معکوس فتودیود افزایش می یابد . هر چه نور تابیده شده به محل اتصال نیمه هادی ها بیشتر باشد مقدار جریان معکوس فتودیود بیشتر می شود و بر عکس ، هر چه نور تابیده شده به محل پیوند کمتر باشد مقدار جریان معکوس فتودیود کمتر می شود . در شکل (17) منحنی مشخصه یک فتو دیود رسم شده است . این منحنی فقط به ازای طول موج ثابت و شدت روشنایی های مختلف رسم شده است . همانطور که در شکل (17) مشاهده می کنید با افزایش شدت روشنایی ، جریان Iλ نیز افزایش پیدا می کند و تقریباً در ولتاژهای مختلف معکوسی که در دو سر آن قرار گرفته است ، در یک نور مشخص ثابت می ماند و مقدار آن فقط بستگی به نور تابیده شده به محل اتصال نیمه هادی ها دارد .

 

 

شکل 17

 

ولتاژ معکوس این دیودها 20 الی 50 ولت و توان آنها حدود چند صد میلی وات و جریان معکوس آنها در تاریکی حدود چند نانو آمپر است که این همان جریان اشباع معکوس در دیودهای معمولی است 

همچنین بخوانید...

دیود چیست؟ (قسمت اول)

دیود چیست؟ (قسمت دوم)

دیود چیست؟ (قسمت سوم)

توجه:  هرگونه شبیه سازی در زمینه نرم افزارهای مهندسی برق قدرت پذیرفته می‎شود.جهت سفارش  ایدی تلگرام مدیر ارتباط برقرار کنید:

آدرس کانال تلگرامی

telegram.me/iranprojectblog

ایدی ادمین

http://telegram.me/iranprocro

iranprocro@

.