Устройство типового светодиода

Устройство типового светодиода

Наверняка не все читатели имеют представления об устройстве и технических характеристиках главного «кирпичика» твердотельных источников света — светодиода. Поэтому начнем раздел именно с этого вопроса, а затем перейдем к современным устройствам, сконструированным на основе светодиодов и необходимому дополнительному оборудованию.

На рисунке показаны наиболее распространенные конструктивные исполнения светодиодов. Обратите внимание на рис. (б) — светодиод белого свечения имеет отражатель, формирующий диаграмму излучения, а также содержит люминофор, исправляющий излучаемый спектр. Выводы светодиодов бывают штыревыми (для пайки в отверстие), планарные (для монтажа к печатным площадкам) и даже проводные (у мощных образцов). Значительным разнообразием отличаются и корпуса светодиодов: они могут быть цветными и бесцветными (прозрачными и матовыми), полукруглыми, плоскими, прямоугольными, с концентрирующими линзами. Иметь дело с бесцветными корпусами сложнее: никогда не узнать конкретный цвет свечения светодиода до подключения его к источнику энергии.

Наиболее наглядно описывает «электрику» светодиодов вольт-амперная характеристика (ВАХ), то есть зависимость проходящего через диод тока от приложенного к нему напряжения. При приложении обратного (запирающего) напряжения любой диод ток не проводит. Читателю надо запомнить, что, в отличие от выпрямительных диодов, светодиоды не допускают больших значений обратных напряжений. Стандартное предельное обратное напряжение светодиода не превышает 5 В, так что будьте осторожны с «переполюсовками»!
Вольтамперные характеристики полупроводников

Прямая ветвь ВАХ светодиодов отличается от ВАХ обычных диодов только значением напряжения открывания и падением напряжения в открытом состоянии. Если германиевые диоды открываются при напряжении 0,1…0,2 В, кремниевые — при 0,6…0,7 В, то напряжение открывания светодиодов лежит в диапазоне 1,2…2,9 В. После открывания напряжение на светодиодах немного растет с увеличением тока, стабилизируясь на определенном уровне уже при токе порядка 1 мА. Это означает, что светодиод в практических схемах может работать только как токовый прибор. Как это понять? Очень просто!

Однажды автор стал невольным свидетелем разговора между продавцом одного петербургского магазина радиодеталей и достаточно далекого от электроники покупателя, которому понадобилось приобрести для каких-то целей светодиод. Покупатель спросил, какое напряжение нужно подать на него, чтобы светодиод загорелся. Продавец измерил тестером напряжение на клеммах прибора проверки и с радостью сообщил — нужно 12 вольт. Он просто не учел одного: измерялось напряжение источника питания через балластный резистор, сопротивление которого существенно меньше по сравнению с внутренним сопротивлением прибора…