55350 Laboratorium Elektroniki cz I 4

124

totyrystorze zawiera się w granicach 10³-10⁴, a czasy przełączania są nie mniejsze niż 0,1-1 ps. Na rynku można spotkać fototyrystory z wyprowadzoną elektrodą bramki lub bez niej.

Rys. 6.11. Charakterystyki prądowo-napięciowe fototyrystora

6.2.10. Diody elektroluminescencyjne (LED, DEL)

Diodą elektroluminescencyjną nazywamy przyrząd półprzewodnikowy zawierający spolaryzowane w kierunku przewodzenia złącze p-n, który służy do przekształcania energii elektrycznej w energię promieniowania elektromagnetycznego z zakresu od podczerwieni do ultrafioletu. Natężenie emitowanego promieniowania zależy od wartości prądu przewodzenia diody. Diody LED wykonywane są głównie z półprzewodników o dużej szerokości pasma zabronionego, takich jak arsenek i fosforek galu, stałe roztwory fosforku i arsenku galu (GaAs_xPi-x, gdzie 0 < X < 1), a ostatnio węglik krzemu i azotek galu. Jest to powodem stosunkowo dużych wartości napięć dyfuzyjnych cp_D tych diod, zawierających się w granicach od 1 do 3 woltów. W celu uzyskania odpowiedniej barwy dobiera się materiał półprzewodnikowy i domieszki (najczęściej 0₂, N₂, ZnO - patrz dodatek D3), z tym że dla barwy wymagającej fotonów o większej energii należy dobierać materiał o większej szerokości pasma zabronionego W_g, a więc o większej wartości potencjału dyfuzyjnego cpo. Charakterystyka prądowo-

„ Misiol

napięciowa diody LED dana jest równaniem Shockleya o wspołcmmMautó^/^fo— ści złącza m = 2.

Na rys. 6.12 zamieszczono widmowe charakterystyki światłości l_v dla diod LED o barwach zielonej, żółtej i czerwonej emitowanego światła. Natomiast na rys. 6.13 przedstawiono charakterystyki kątowe ilustrujące przestrzenny rozkład emitowanej wiązki promieniowania. W trakcie analizy parametrów technicznych należy zwrócić uwagę na następujące problemy:

•    Podawane w katalogach napięcie wsteczne Ur jest w rzeczywistości napięciem przebicia złącza p-n. Ma ono bardzo niewielkie wartości: Ur < 3-4 V, co wynika z bardzo dużego stopnia domieszkowania tych złącz.

•    Typowe wartości nominalnego prądu przewodzenia If wynoszą 10-20 mA, czemu odpowiadają napięcia przewodzenia Uf równe 1,5-3,5 V.

•    Maksymalna moc strat Pmax nie przekracza 100 mW.

•    W celu uzyskania maksymalnej jaskrawości świecenia nie należy stosować zasilania stałoprądowego, tylko impulsowe, o częstotliwości powtarzania z zakresu 8-30 Hz, przy czasie trwania impulsów tj ś 10 ps. W tej sytuacji amplituda impulsów prądowych może sięgać 1 A dla prądu l_F = 20 mA.

* [nm]

^Rys. 6.12. Charakterystyki widmowe diod LED o barwach zielonej (1), żółtej (2) i czerwonej (3)