Светодиоды

Светодио́д или светоизлучающий диод (СД, СИД, LED англ. Light-emitting diode) —излучает некогерентный свет при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его цветовые характеристики зависят от химического состава использованного в нем полупроводника. Как и в любом полупроводниковом диоде, в светодиоде имеется p-n переход. При пропускании электрического тока в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).

Не всякие полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Лучшие излучатели относятся к полупроводникам, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона, например, GaAs или InP, ZnSe или CdTe. Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS).

По сравнению с другими электрическими источниками света (преобразователями электроэнергии в электромагнитное излучение видимого диапазона), светодиоды имеют следующие отличия:

• Высокий КПД. Современные светодиоды уступают по этому параметру только люминесцентной лампе с холодным катодом.

• Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие спирали и иных чувствительных к вибрациям составляющих).

• Специфический спектральный состав излучения. Спектр довольно узкий.

В настоящее время уже созданы мощные светодиоды, способные работать в качестве осветительных устройств.

Другие типы диодов

Кроме рассмотренных в лекции диодов существуют другие типы диодов:

• Солнечный элемент Подобен фотодиоду, но работает без смещения. Падающий на p-n переход свет вызывает движение электронов и генерацию тока.

• Диоды Ганна. Используются для генерации и преобразования частоты в СВЧ диапазоне.

• Лавинно-пролётный диод. Диод, работающий за счёт лавинного пробоя.

• Магнитодиод. Диод, вольт-амперная характеристика которого существенно зависит от значения индукции магнитного поля и расположения его вектора относительно плоскости p-n-перехода.

• Стабисторы. При работе используется участок ветви вольт-амперной характеристики, соответствующий «прямому напряжению» на диоде.

• Смесительный диод — предназначен для перемножения двух высокочастотных сигналов.

Лекция 7 транзисторы

Транзистором называется управляемый преобразовательный полупроводниковый прибор, имеющий не менее трех выводов, предназначенный для усиления мощности электрического сигнала. Под термином «сигнал» следует понимать возникающую разность потенциалов, то есть напряжение. Мощность электрического сигнала (в самом простом определении) это произведение силы тока на напряжение.

Биполярные транзисторы

Принцип действия и способы применения транзисторов существенно зависят от их типа и внутренней структуры.

Транзисторы по внутренней структуре принято делить на:

• биполярные, в которых ток создаётся двумя типами носителей – положительно заряженными дырками и отрицательно заряженными электронами (две полярности); эти транзисторы управляются током;

• полевые, в которых ток создаётся только основными носителями (это могут быть или электроны либо дырки) и управляются транзисторы электрическим полем.