Николай Ненков
преподава по Математика
в град Варна
Големина на текста:
Източници на лъчиста енергия – светодиодиполупроводникови лазериоптрони.
Светодиодите спадат към излъчвателите с некохерентно излъчване. Принципът на
действието им се основава на следното. При свързване на РN прехода в права посока се
получава инжекция на неосновни токоносители предимно в базовата област. Когато
полупроводниковият материал е с пряк междузонен преход, рекомбинацията е
съпроводена с отделяне на светлинна енергия. Ако са създадени условия светлинната
енергия да излиза навън от РN прехода, полупроводниковия диод може да се използва
като източник на светлина.
При междузонна излъчвателна рекомбинация дължината на вълната на излъчената
светлина ? се определя от израза ?=h/?W, където h е константа на Планк, а ?W –
широчината на забранената зона.
Ефективната фотонна рекомбинация в полупроводникови съединения с непреки
преходи става чрез въвеждането на специални примесни центрове.
Излъчвателната способност на светодиодите се характеризира със следните параметри:
­Вътрешна квантова ефективност  – тя  представлява отношението  на 
образуваните фотони при рекомбинацията към броя на токоносителите
преминали през прехода
­Външна квантова ефективност – тя е отношението на фотонитенапуснали 
диодакъм пълния брой токови носителипреминали през прехода.
Основните характеристики и параметри на са:
­Волт – амперна характеристика (ВАХ) – ВАХ на светодиодите се описва от 
същия израз както характеристиката на всеки Рпреход. I=Is(e 
U/m
­1) 
Стойността на коефициента m се определя от вида и структурата на диода и 
различните примесни центрове
­Спектрална характеристика – тя дава зависимостта на интензитета или 
мощността на излъчената светлина от дължината на вълната на излъчената 
светлина.   Тази   характеристика   се   определя   от   вида   на   изходния 
полупроводников  материал  и  от  легиращите  примесиПри  междузонна 
рекомбинация максимумът на спектралната плътност отговаря на енергията 
на широчината на забранената зона.
­Яркостна характеристика – тя дава зависимостта на яркостта на светене Вот 
големината на тока през светодиодаПри големи токове тя се стреми към 
насищанеПричината за това е нарастването на относителния дял на 
безизлъчвателната рекомбинация при загряване на преходаС течение на 
времето и продължителна работа при светодиодите се наблюдава т.нар
деградация”,  която  се  състои   в  понижаването на ефективността на 
излъчванеСмята сече тя се дължи на неконтролирани примесни атоми
които увеличават безизлъчвателната рекомбинация
­Честотни свойства – те се определят от същите фактори както при Р
преходитеПоради малкото време на живот на неосновните токоносители
характерни за изходните материалисветодиодите   са високочестотни 
приборикоето ги прави практически безинертни индикатори
­Приложение на светодиодите – те се използват като светлинни индикатори и 
като диоди с функционално предназначениеСветлинните индикатори могат 
да бъдат от точков тип за лицевите табла в различни електронни и 
автоматични устройства и буквено – цифрови.
Полупроводников лазер – излъчената светлина от светодиода е следствие на спонтанни
рекомбинационни процеси и има некохерентен характер. За разлика от него
полупроводниковият лазерен диод е излъчвател на кохерентна светлина. Поглъщането
на фотони в кристал в инверсна населеност на енергийните нива е малко, тъй като
близо до границата на валентната зона отсъстват електрони, които да поемат енергията
на фотона. Средата с инверсна населеност в полупроводниците се нарича още основна
среда. Тя може да бъде получена по различни начини: с помощта на сила инжекция на
токоносители, при облъчване с некохерентна светлина, при бомбардировка с електрони
и други. Най – ефективен е първият начин.
Основни характеристики и параметри на лазерния диод са:
­Прагова плътност на ток – това е минималният прав токкойто осигурява 
инверсна населеностдостатъчна за стимулирано излъчванеПри хомогенните 
преходи широчината на активната среда се определя от дифузионната 
дължина на инжектираните токоносителиТози параметър се увеличава с 
повишаване на температурата.
­Диаграма на насоченост на лазерния диод – това е зависимостта на 
интензитета   на   излъчената   светлина   от   посоката.   Лъчението   на 
полупроводниковия лазер образува конус с най – голям хоризонтален ъгъл 
около 10° и вертикален ъгъл около 30°
­Спектрална характеристика – тя дава зависимостта между интензитета на 
излъчената светлина и дължината на вълната.
­Коефициент на полезно действие – к.п.дна лазерен диод с хетероструктура 
може да достигне до 70%. В това отношение  той превъзхожда всички други 
лазери.
­Дълготрайност – този параметър е свързан с деградацията на изходния 
материал GaAs при големи плътности на тока
Полупроводниковите лазери намират много голямо приложение благодарение на
уникалните свойства на кохерентната светлина. Малката разходимост на лазерния лъч
дава възможност за предаване на информация директно или на големи разстояния чрез
оптически вълноводи.
Оптрони
Полупроводниковият оптрон е прибор, в който конструктивно са обединени източник
на лъчиста енергия, оптична среда и фотоприемник. В него се извършва двойно
преобразуване на енергията – в източника на светлина електрическата енергия се
преобразува в лъчиста енергия и отново превръща в електрическа.
Оптроните имат следните особеност:
­Между входната и изходна верига на оптрона няма галваническа връзка
поради това входни и изходни характеристики и параметри са тези на 
източниците на светлина и фотоприемниците
­Предавателната характеристикакоято определя основните свойства на 
оптрона представлява  зависимостта  на  изходния  ток  от  входния  ток
коефициентът на предаване по ток при оптронна връзка се определя от 
израза КІ=?
1
К
орt  
?
2
G
ф
където ?
1  
и ?
2
  са квантовите ефективности при 
преобразуването в източника на светлина и фотоприемникаК
орt
 ­ коефициент 
на  предаване  през   оптичната   среда G
ф
 –   вътрешно   усилване   на 
фотоприемника.
Информационната връзка в оптрона се осъществява чрез електрически неутрални
фотони, което дава нови свойства на тези елементи:
­Голямо съпротивление между входната и изходната веригакоето осигурява 
практически тяхното пълно електрическо развързване
­Висока информационна плътност на оптичния канал
­Широки функционални и конструктивни възможности
Класификация на оптроните
Функционалното разнообразие на оптроните се определя от вида на използвания
приемник. Според вида на приемника се различават следните видове:
­Фоторезистори
­Фотодиоден 
­Фототранзисторен
­Фототранзисторен по схема на Дарлингтон
­Фототиристорен
Според предназначението си се делят на:
­Линейни – за предаване на аналогова информация
­Информационни ­ за предаване на цифрова информация по галванично 
разделени вериги
­Управляващи – за безконтактно управление на силнотокови и високоволтови 
вериги
­Енергийни оптрони – изолирани вторични източници на захранване
Според конструктивното си изпълнение могат да бъдат:
­Монолитно изпълнениекогато 3те функционални елемента на оптрона – 
източник на светлинаоптическа среда и фотоприемникса изготвени в един 
кристал поради редица технологични трудности тази конструкция няма широко 
разпространение
­Хибридно изпълнение – тази конструкция е най ­ широко разпространена за 
различните видове оптронипри нея източникът на светлина и фотоприемника 
се изготвят по отделно и се поставят в общ корпус

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.

Източници на лъчиста енергия – светодиоди, полупроводникови лазери, оптрони.

Източници на лъчиста енергия – светодиоди, полупроводникови лазери, оптрони....
Изпратен от:
делянка денчева
на 2010-02-11
Добавен в:
Лекции
по Електротехника
Статистика:
137 сваляния
виж още
 
Подобни материали
 

Проектиране на жилищна инсталация НН

18 сеп 2007
·
1,405
·
13
·
1,028
·
580
·
8

Проект по Осветителна и инсталационна техника.........
 

Електрически апарати

09 окт 2008
·
320
·
5
·
361
·
361
·
1

Класификация на електрическите апарати. Изисквания към електрическите апарати.Основни функции на ЕА, съобразно предназначението им.
 

Трифазен токоизправител

17 фев 2008
·
659
·
42
·
2,959
·
752
·
1

Трифазните токоизправители се захранват от трифазно напрежение. Използуват се за захранване на консуматори за средни и големи мощности. Първичните намотки на трифазния трансформатор са три и могат да се свържат в звезда или триъгълник.
 

Проектиране на ВЕЦ 4 x 40 MW

23 мар 2008
·
389
·
33
·
624
·
279

Проектиране на водноелектрическа централа с четири генератора всеки с мощност 40 MW.
1 2 3 4 5 » 9
 
Онлайн тестове по Електротехника
Тест по въведение в полупроводниковите елементи
изходен тест по Електротехника за Студенти от 2 курс
Част от изпитните тестове в ТУ. Въпросите имат само един верен отговор.
(Труден)
18
58
1
2 мин
30.07.2013
Тест по електротехника и радиотехника
междинен тест по Електротехника за Студенти от 4 курс
Тест по електротехника и радиотехника за студенти от специалност електроника. Всички въпроси имат само един верен отговор.
(Лесен)
50
55
1
5 мин
22.10.2013
» виж всички онлайн тестове по електротехника

Източници на лъчиста енергия – светодиоди, полупроводникови лазери, оптрони.

Материал № 455852, от 11 фев 2010
Свален: 137 пъти
Прегледан: 251 пъти
Качен от:
Предмет: Електротехника, Технически науки
Тип: Лекция
Брой страници: 4
Брой думи: 1,022
Брой символи: 6,968

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Източници на лъчиста енергия – светодиоди, полу ..."?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Николай Ненков
преподава по Математика
в град Варна
с опит от  2 години
493 89

Катя Тончева
преподава по Електротехника
в град Карнобат
с опит от  5 години
83 89

виж още преподаватели...
Последно видяха материала