1.2. _ Yoryg’lik diodlarni konstruksiyasi va tavsiflari.
Fotodiodlarni ish tavsiflari. Fototranzistorlar. Quyosh batareyalar. Quyosh
nurlari. Ideal almashishni samaradorligi. p-n- o’tishli quyosh elementlari.
Ularni parametrlariga harorat va radiasiyani ta’siri.
Fotoelektrik datchiklar avtomatik boshqarish tizimlarini eng ko‘p tarqalgan
elementlar xisoblanadi. Ular detall o‘lchamlarini, maxsulot qalinligini, yuzalarga
ishlov berish sifatini, rangini, ko‘rinishini, zichligini o‘lchaydigan qurilmalarda
xamda eletr yoritish vositalarini avtomatik o‘chirish va yoqishda, xavodagi tutun
miqdorini va suvni loyqaligini o‘lchovchi qurilmalarda, gaz analizatorlarida,
maxsulot sifatini aniqlashda, xisoblash qurilmalarida xamda xilma-xil ximoya
vositalarida qo‘llaniladi.
Fotoelektrik datchiklarda ko‘proq qabul qiluvchi organlar sifatida
vakuumli fotoelementlar, fotorezistorlar, fotodiodlar, fototriodlar fototiristorlar
va svetodiodlarda qo‘llaniladi. Bunday datchiklarda ularni ishchi yuzasiga
tutashgan yorug‘lik oqimi asbobni elektr o‘tkazuvchanligini o‘zgarishiga olib
keladi. Fotoelement – shunday qurilmaki, unda yorug‘lik energiyasi elektr
energiyasiga aylantiriladi.
Qarshiligi yoritilganlikka bog‘lik bo‘lgan yarimo‘tkazgichli asbobga
fotorezistor deyiladi. Ular sulfit yoki selenit kadmiy asosida yaratiladi.
Ularda yoritilganlik ortsa qarshilik kamayadi. Fotorezistorlarni tuzulishi
(a), shartli belgilanishi (b, v), tavsifi (g), tokni turli kuchlanganlikda
kuchlanishga bog‘liqligi (d) va ulanish sxemasi (ye) 20-rasmda ko‘rsatilgan.
1-rasm. Fotorezistor. 1-elektrodlar, 2-yarimo‘tkazgichli katlam, 3-dielektrik
asos, Iyo – yorug‘lik toki, Ik- qorong‘ulik toki.
Fotorezistorlarda yorug‘lik ta’sirida elektronlar soni ko‘payib elektr
o‘tkazuvchanlik ortadi. Yorug‘lik ta’sirida yarimo‘tkazgichni o‘tkazuvchanligini
ortishiga ichki fotoeffekt deb ataladi. Fototok I
f
yorug‘lik toki I
yo
va qorong‘ulik toki
I
k
ayirmasiga teng, ya’ni I
f
=I
yo
-I
k
.
Fotodiod yarimo‘tkazgichli yorug‘lik energiyasini qabul qiluvchi qurilma
xisoblanadi va unda yorug‘lik ta’sirida elektr zaryadlarini tartibli xarakati sodir
bo‘ladi. Fotodiodni ishlashi yorug‘lik ta’sirida P-n o‘tishdagi teskari tokni o‘sishiga
asoslangan. Fotodiodga manbaa kerak emas, chunki o‘zi tok generatori
xisoblanadi va u tok E ga proporsional. p-n o‘tish yuzasi katta bo‘lgan va
maxsus yorug‘lik energiyasidan elektr energiyasi olish uchun mo‘ljallangan
fotodiodga quyosh batareyalari deyiladi.
Fotodiodlar yasashda kremniy, germeniy, selenlardan foydalaniladi.
Quyosh elementlari koinot kemalarida elektr energiyasi manbai sifatida
ishlatiladi.
Fotodiod tuzilishi va ulanishi 2-rasmda ko‘rsatilgan.
2-rasm. Fotodiodni tuzilishi va ulanish sxemasi.
Fototriodlar (fototranzistorlar) nurlanish energiyasi ta’sirida fototokni
kuchaytirish xususiyatiga ega. Uni fotodioddan afzalligi shundaki, uni ishini
yorug‘lik oqimi bilangina emas balki, bir vaqtda elektr signali orqali ham boshqarish
mumkin.
Fototranzistorlarda p-n o‘tish – kolektor – baza fotodiodni anglatadi.
Fototranzistorni tuzilishi va ulanish sxemasi 3-rasmda keltirilgan.
3ғ
3-rasm. Fototranzistorning ulanish sxemasi va tuzilishi. a) tuzilishi, b) ulanish
sxemasi, v) shartli belgilanishi.
Yorug‘lik ta’siri asosida elektron va teshiklar xosil bo‘ladi. Teshiklar
asosning noasosiy tashuvchilari bo‘ladi va manbaaning elektr maydoni ta’sirida
kollektorli o‘tishdan o‘tib, foton I
f
ni xosil qiladi.
Elektronlar esa potensialli to‘siq kuchlanishini kamaytirib, teshiklarga
emitterdan asosga o‘tish imkoniyatini yengillashtiradi. Bu esa fototokni
kupaytiradi. Fototranzistorlar fototelegrafda, fototelefonda va xisoblash
texnikasida keng qo‘llaniladi.
4-rasm. Fototranzistorni manbaaga ulanishi.
Fototiristor yoruglik bilan boshqariladigan R-n-P-n o‘tishli 4 qatlamli yarim
o‘tkazgichli asbobdir. Uch va undan ortiq R-n o‘tishga ega bo‘lgan nurlanishni
fotogolvanik qabul qiluvchi asbobga fototiristor deyiladi.
Yorulik va boshqaruvchi tok yo‘qligida fototiristor yopiq bo‘ladi va
undan qorong‘ulik toki o‘tadi. Yorug‘lik ta’sirida fototiristor qatlamlarida elektrik
teshikli juftlar xosil bo‘ladi. Fototiristorning ulanish sxemasi va tavsifi 5-rasmda
keltirilgan.
5-rasm. Fototiristorning ulanishi va tavsiflari. a) ulanishi, b) yoruglik tavsifi, v)
volt-amper tavsifi, g) boshkaruv tavsifi.
Fototiristorning tanasi oddiy tiristorning tanasiga o‘xshaydi. Tanasining bir
tomoniga yoruglik o‘tadigan darcha qilinadi. Darcha maxsus ximoya oynasi
bilan berkitiladi.
Quyosh energetikasi.Quyosh fotoenergetikasi deganda fizikada fundamental
qonunlardan biri, ichki fotoeffekt qonuni asosida quyosh yorug‘lik nurlanish
energiyasi elektr yokiissiqlik energiyasiga (isitish tizimi, issiq suv va hakozo)
aylantirib berish sohasi tushuniladi. Bunda quyosh yorug‘lik nurlnishini yaxshi
yutadigan materiallardan (asosan kremniy xom ashyo materiali hisoblanadi) turli
xildagi va mexanizmdagi fotoo‘zgartkichlar yoki fotoaylantirgichlar, fotoelementlar
hosil qilinadi. (tayyorlanadi). Quyosh optik nurlanish energiyasi o‘rtacha Yer
sharida 1 m
2
yuzaga 1370 joul energiya tushishi aniqlangan. Bundan ko‘rinadiki,
kelajakda insoniyat turmush tarzida quyosh energiyasidan foydalanishni yanada
takomillashtirish, yangi zamonaviy konstruksiyalarni yaratish va barcha sohalarda
energiya manbai sifatida foydalanishni keng joriy etish tabora rivojlanib borishi
kutilmoqda. Quyosh optik nurlanish energiyasini elektr energiyasiga aylantirishda
quyosh fotoelementlari yoki ulardan tashkil topgan quyosh panellari (quyosh
batareyalari) va ular asosidagi quyosh fotoelektrik sistemalaridan foydalaniladi (1-
rasm).
1-rasm. Quyosh fotoelektrik qurilmasi va iste’molchilar.(1–fotoelektrik
modul(quyosh paneli);2- invertor bilan zaryadlanishni nazorat qiluvchi qurilma; 3-
akkumulyatorlar batareyasi; 4-iste’molchilar.
Nazariy hisob-kitoblarga ko‘ra, quyosh energiyasidan dunyo bo‘yicha
foydalanish 2030 yilga borib dunyoda ishlab chiqrilayotgan elektr va issiqlik
energiya manbalarining 30-35 % ini tashkil etadi deb baholanmoqda. Quyosh
fotoelektrik qurilmalar (quyosh panellari) asosini quyosh batareyasi tashkil etib, u
akkumulyatorlar batareyasini quyoshdan kelayotgan yorug‘lik fotonlari energiyasi
hisobiga zaryadlab beradi. Quyosh batareyalari (panellari) hozirgi paytda 16-17 %
li monokristall yoki polikristall kremniy asosidagi quyosh elementlaridan
tayyorlanmoqda.
Kelajakda
ishlab
chiqariladigan
quyosh
elementlari
samaradorligini, xususan kremniy asosidagi quyosh elementlari samaradorligini
yanada oshirish ustida tinimsiz butun dunyoda ilmiy tadqiqodlar, izlanishlar olib
borilmoqda.
2-rasm. Yarimo‘tkazgichli quyosh elementlarida p-n o‘tish hosil bo‘lishi.
Rasmdan ko‘rinib turibdiki, quyosh elementlari hosil bo‘lish fizik
jarayonlari juda sodda va tushunarli ko‘rinishda tasvirlangan. Bu tushunchalarni
yaxshi o‘zlashtirgan o‘quvchi quyosh energetikasielementlari, ular fizikaning
qaysi qonuniyatlari asosida ishlashini bilib olishi o‘quvchida unchalik qiyinchilik
tug‘dirmaydi. Bundan tashqari o‘quvchi ushbu jarayonlar to‘g‘risida bilim hamda
ko‘nikmalarga ega bo‘ladi.
Fotoelement yorug‘lik energiyasini bevosita elektr energiyasiga o‘zgartirib
beradi va ulardan radiozanjirlarni tag‘minlash uchun E.Yu.K. manbai sifatida
foydalaniladi. Ularning ishlash prinsipi r va n sohali yarim o‘tkazgichlarni yorug‘lik
oqimi bilan yoritilganda sohalar orasida foto EYuKni yuzaga keltiruvchi fizik
hodisalarga asoslangan. Selenli va kremniyli fotoelementlarning tuzilishi 8.1-
rasmda ko‘rsatilgan. Selenli fotoelementni tayyorlash uchun metall plastinkaga
vakuumda termik bug‘latish usuli bilan yupqa selen qatlami r (R-Se) hosil qilinadi
va 200°S harakatgacha qizdiriladi. So‘ngra selen qatlami ustiga yupqa kadmiy (Cd),
galliy (Ga) yoki indiy (In) pardasi sochiladi. Bundan keyingi termik ishlovlar
natijasida Se kristall yuzida n o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan yupqa (50 mkm
atrofida) selen qatlami hosil bo‘ladi. Hosil bo‘lgan selen va r-Se chegarasida
elektron teshikli n-r o‘tish yuzaga keladi.
Hozir ko‘p tarqalgan kremniyli fotoelementlarning asosi bo‘lib, n turli, 1 mm
qalinlikdagi kremniy (Si) plastinkasi olinadi. Uning yuzasiga diffuziya yo‘li bilan
bor (V) yoki aluminiy (A1) 0,4...1 mkm qalinlikda r-Si yupqa qatlam hosil qilinadi.
n va Si qatlamlarning birlashish chegarasida n-r o‘tish yuzaga keladi. Kontaktlar
vakuumda titan sochib hosil qiladi va yupqa kumush parda bilan muhofaza qilib
qo‘yiladi. Changlatib sochilgan metallning o‘ta yupqa pardasi yarim shaffofdir.
Plastinkaning orqa tomonida chuqurcha o‘yilib, unda n Si plastinkasiga
birlashtirilgan kontakt joylashtiriladi.
1-rasm. Fotoelementlar: a) selenli, b) kremniyli (1–kontakt halqa, 2–yarim shaffof
metall qatlami, 3–n-r o‘tish , 4–metall, 5–yassi kontakt, 6–r-ye qatlam,
7–n-ye qatlam, 8–r-ye qatlam, 9–n-e qatlam).
Foto EYuK ning yuzaga kelish mexanizmi quyidagicha: o‘ta sezgir yarim o‘tkazgich
materialning n–r sohalarida yorug‘lik ta’siri natijasida, kristall n–r o‘tishi atrofida
elektr maydon hosil qiluvchi elektron-teshik jufti yuzaga keladi. Bu juftlar issiqlik
harakatida ishtirok etib, turli yo‘nalishlarda, shu jumladan, n–r o‘tish yo‘nalishida
ham harakatlanadi. Elektron n zonadan r zonaga potensiallar to‘sig‘i yuzaga
kelganligi tufayli o‘ta olmaydi. Teshik esa, kontakt elektr maydon hosil qilgan
to‘siqdan osongina o‘tadi. Aksincha, r zonadagi elektronlar potensial to‘siqdan oson
o‘tadi, teshiklar esa o‘ta olmaydi. Shunday qilib, n–r o‘tish yorug‘lik ta’sirida unga
diffuziyalanayotgan tok tashuvchilarni ajratadi.
Bu ajratish jarayoni elektr muvozanati o‘rnatilmagunga qadar davom etadi,
ya’ni n zonadagi elektronlar va r zonadagi teshiklarning ortiqcha miqdori kristall
ichida, kontakt yuzadagi maydonga qarshi yo‘nalishda elektr maydon hosil
qilmaguncha davom etaveradi. Zaryad tashuvchilarni ajratish jarayoni natijasida
yuqorigi kontakt manfiy va pastki kontakt musbat zaryadlanib, potensiallar farqi
yoki foto EYuK hosil bo‘ladi. Fotoelementning VAT va yorug‘lik harakteristikalari
2- rasmda berilgan.
"Yorug'lik chiqaradigan diod" yoki LED deb ataladigan yorug’lik chiqaruvchi
diodlar, diodning ixtisoslashgan turi, chunki ular PN ulanish diodiga juda o'xshash
elektr xususiyatlariga ega. Bu shuni anglatadiki, LED oqimni oldinga yo'nalishda
o'tkazadi, lekin oqimini teskari yo'nalishda bloklaydi. Yorug'lik chiqaradigan
diodlar juda nozik bir qatlamli yarimo'tkazgichli materialdan tayyorlanadi va
ishlatiladigan yarimo'tkazgich materialiga va konsentratsiya miqdoriga qarab,
oldinga yo'naltirilganda LED ma'lum bir spektral to'lqin uzunligida rangli yorug'lik
chiqaradi.
Diyot yorug’lik chiqaruvchi bo'lsa, yarimo'tkazgichlarning o'tkazuvchanlik
zonasidagi elektronlar valentlik zonasidagi teshiklar bilan qayta birlashadi va
monoxromatik (bitta rang) yorug'lik chiqaradigan fotonlarni hosil qilish uchun
yetarli energiya chiqaradi. Ushbu yupqa qatlam tufayli fotonlarning malum qismi
birlashmani tark etib, rangli yorug'lik chiqishini keltirib chiqarishi mumkin.
LED konstruktsiyasi
Shuni aytishimiz mumkinki, oldinga yo'naltirilgan yo'nalishda ishlaganda yorug'lik
chiqaradigan diodlar elektr energiyasini yorug'lik energiyasiga aylantiradigan
yarimo'tkazgichli qurilmalardir.
Yorug'lik chiqaradigan diyotning konstruktsiyasi oddiy signal diodidan juda
farq qiladi. LEDning p-n birikmasi shaffof, qattiq plastik yarim sharsimon qobiq
yoki korpus bilan o'ralgan bo'lib, u LEDni tebranish va zarbadan himoya qiladi.
Ajablanarlisi shundaki, LED p-n o’tishi aslida u qadar ko'p yorug'lik
chiqarmaydi, shuning uchun shaffof qatlami shunday qurilganki, p-n o’tishi
tomonidan chiqarilgan yorug'lik fotonlari diod biriktirilgan atrofdagi substrat
bazasidan uzoqda aks etadi va yuqoriga qaratiladi. Shuning uchun chiqarilgan
yorug'lik LEDning yuqori qismida eng yorqin ko'rinadi.
Biroq, barcha LEDlar shaffof qatlam qobig'i yarim sharsimon gumbaz bilan
ishlab chiqarilmaydi. Ba'zi ko'rsatkichli LEDlar to'rtburchaklar yoki silindrsimon
shaklga ega bo'lib, tepada tekis yuzaga ega yoki ularning tanasi bar yoki o'q shaklida
bo'ladi. Odatda, barcha LEDlar tananing pastki qismidan chiqadigan ikkita oyoq
bilan ishlab chiqariladi.
Bundan tashqari, deyarli barcha zamonaviy yorug'lik chiqaradigan diodlar
o'zlarining katodiga ega, (-) terminali korpusdagi tirqish yoki tekis nuqta yoki katod
simi boshqasidan qisqaroq bo'lishi bilan aniqlanadi, chunki anod (+) diodasi
katoddan uzunroqdir ( k).
Yoritilganda katta miqdorda issiqlik chiqaradigan oddiy cho'g'lanma lampalar
va lampochkalardan farqli o'laroq, yorug'lik chiqaradigan diod yorug'likning
"sovuq" avlodini ishlab chiqaradi, bu oddiy "lampa" ga qaraganda yuqori
samaradorlikka olib keladi, chunki ishlab chiqarilgan energiyaning katta qismi
ko'rinadigan yorug'lik ichida tarqaladi. spektr. LEDlar qattiq holatda bo'lgan
qurilmalar bo'lgani uchun ular juda kichik va bardoshli bo'lishi mumkin va oddiy
yorug'lik manbalariga qaraganda ancha uzoqroq chiroqning ishlash muddatini
ta'minlaydi.
Xo'sh, yorug'lik chiqaradigan diod qanday rangga ega bo'ladi? Aniqlash yoki
quvvatni to'g'rilash uchun ishlab chiqarilgan va germaniy yoki kremniy yarim
o'tkazgich materiallaridan tayyorlangan oddiy signal diodlaridan farqli o'laroq,
yorug'lik chiqaradigan diodlar galiy arsenid (GaAs), galiy fosfid (GaP), galiy arsenid
kabi ekzotik yarim o'tkazgich birikmalaridan tayyorlanadi. Fosfit (GaAsP), kremniy
karbid (SiC) yoki galliy indiy nitridi (GaInN) har xil nisbatda aralashtirib, aniq
to'lqin uzunligini hosil qiladi.
Turli xil LED aralashmalari ko'rinadigan yorug'lik spektrining muayyan
hududlarida yorug'lik chiqaradi va shuning uchun turli intensivlik darajalarini ishlab
chiqaradi. Amaldagi yarimo'tkazgich materialining aniq tanlovi foton yorug'lik
emissiyasining umumiy to'lqin uzunligini va shuning uchun chiqarilgan
yorug'likning natijada rangini aniqlaydi.
Yorug'lik chiqaradigan diod ranglari
Typical LED Characteristics
Semiconductor
Material
Wavelength
Colour
VF @ 20mA
GaAs
850-940nm
Infra-Red
1.2v
GaAsP
630-660nm
Red
1.8v
GaAsP
605-620nm
Amber
2.0v
GaAsP:N
585-595nm
Yellow
2.2v
AlGaP
550-570nm
Green
3.5v
SiC
430-505nm
Blue
3.6v
GaInN
450nm
White
4.0v
Shunday qilib, yorug'lik chiqaradigan diyotning haqiqiy rangi chiqarilgan
yorug'likning to'lqin uzunligi bilan belgilanadi, bu esa o'z navbatida ishlab chiqarish
vaqtida PN birikmasini shakllantirishda ishlatiladigan haqiqiy yarimo'tkazgich
birikmasi bilan belgilanadi.
Shuning uchun, LED chiqaradigan yorug'likning rangi LEDning plastik
korpusining rangi bilan aniqlanmaydi, ammo ular yorug'lik chiqishini yaxshilash va
elektr ta'minoti bilan yoritilmaganda uning rangini ko'rsatish uchun bir oz
ranglangan.
Yorug'lik chiqaradigan diodlar ranglarning keng assortimentida mavjud
bo'lib, ularning eng keng tarqalgani QIZIL, KABR, SARI va Yashil bo'lib, vizual
ko'rsatkichlar va harakatlanuvchi yorug'lik displeylari sifatida keng qo'llaniladi.
Yaqinda ishlab chiqilgan ko'k va oq rangli LEDlar ham mavjud, ammo ular
ikki yoki undan ortiq qo'shimcha ranglarni yarimo'tkazgich tarkibidagi aniq nisbatda
aralashtirish va azot atomlarini yuborish orqali ishlab chiqarish xarajatlari tufayli
odatdagi standart ranglardan ancha qimmatroq bo'ladi. doping jarayonida kristall
tuzilishga.
Yuqoridagi jadvaldan biz yorug'lik chiqaradigan diodlarni ishlab chiqarishda
ishlatiladigan asosiy P-tipli qo'shimcha galiy (Ga, atom raqami 31) va ishlatiladigan
asosiy N-tipli qo'shimcha mishyak (As, atom raqami 33) ekanligini ko'rishimiz
mumkin. hosil bo'lgan galiy arsenidining (GaAs) kristalli tuzilishi.
Gallium arsenidini yarimo'tkazgich birikmasi sifatida o'z-o'zidan ishlatish
muammosi shundaki, u orqali to'g'ridan-to'g'ri oqim o'tganda, uning birikmasidan
katta miqdorda past yorqinlikdagi infraqizil nurlanish (taxminan 850nm-940nm)
chiqaradi.
U ishlab chiqaradigan infraqizil yorug'lik miqdori televizorning masofadan
boshqarish pultlari uchun mos keladi, lekin agar biz LEDni ko'rsatuvchi yorug'lik
sifatida ishlatmoqchi bo'lsak, unchalik foydali emas. Ammo fosforni (P, atom
raqami 15) uchinchi dopant sifatida qo'shib, chiqarilgan nurlanishning umumiy
to'lqin uzunligi 680 nm dan pastga tushadi va inson ko'ziga ko'rinadigan qizil
yorug'lik beradi. PN birikmasining doping jarayonidagi keyingi takomillashtirish
yuqorida ko'rganimizdek, ko'rinadigan yorug'lik spektrini, shuningdek, infraqizil va
ultrabinafsha to'lqin uzunliklarini qamrab olgan ranglar qatoriga olib keldi.
Har xil yarimo'tkazgich, metall va gaz birikmalarini aralashtirish orqali LEDlarning
quyidagi ro'yxatini yaratish mumkin.
•
Yorug'lik chiqaradigan diodlarning turlari
•
Galiy arsenid (GaAs) - infraqizil
•
Gallium arsenid fosfidi (GaAsP) - qizildan infraqizilgacha, to'q sariq
ranggacha
•
Alyuminiy galyum arsenid fosfidi (AlGaAsP) - yuqori yorqin qizil, to'q sariq-
qizil, to'q sariq va sariq
•
Gallium fosfidi (GaP) - qizil, sariq va yashil
•
Alyuminiy galiy fosfidi (AlGaP) - yashil
•
Galiy nitridi (GaN) - yashil, zumrad yashil
•
Gallium indiy nitridi (GaInN) - ultrabinafsha, ko'k-yashil va ko'k rangga
yaqin.
•
Silikon karbid (SiC) - substrat sifatida ko'k
•
Sink selenid (ZnSe) - ko'k
Alyuminiy galiy nitridi (AlGaN) - ultrabinafsha
An'anaviy PN ulanish diodlari singari, yorug'lik chiqaradigan diodlar
yarimo'tkazgich birikmasiga (uning yorug'lik rangiga) va oldinga yo'naltirilgan LED
oqimiga qarab to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish pasayishi VF bilan oqimga bog'liq
qurilmalardir. Eng keng tarqalgan LEDlar taxminan 1,2 dan 3,6 voltgacha bo'lgan
to'g'ridan-to'g'ri ish kuchlanishini talab qiladi, to'g'ridan-to'g'ri oqim darajasi
taxminan 10 dan 30 mA gacha, 12 dan 20 mA gacha esa eng keng tarqalgan
diapazondir.
To'g'ridan-to'g'ri ish kuchlanishi va to'g'ridan-to'g'ri oqim ishlatiladigan
yarimo'tkazgich materialiga qarab o'zgaradi, lekin o'tkazuvchanlik boshlanadigan va
yorug'lik paydo bo'ladigan nuqta standart qizil LED uchun taxminan 1,2V va ko'k
LED uchun taxminan 3,6V.
To'liq kuchlanishning pasayishi, albatta, turli xil qo'shimcha materiallar va
ishlatiladigan to'lqin uzunliklari tufayli ishlab chiqaruvchiga bog'liq bo'ladi.
LEDning ma'lum bir oqim qiymatida kuchlanish pasayishi, masalan, 20mA,
shuningdek, dastlabki o'tkazuvchanlik VF nuqtasiga bog'liq bo'ladi. LED samarali
diod bo'lgani uchun uning to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish xususiyatlari egri chizig'i har
bir diod rangi uchun quyida ko'rsatilganidek chizilishi mumkin.
Yorug'lik chiqaradigan diodlar I-V xususiyatlari.
Yorug'lik chiqaradigan diyot har qanday yorug'lik shaklini "chiqarishdan"
oldin u orqali o'tishi uchun oqim kerak bo'ladi, chunki u oqimga bog'liq bo'lgan
qurilma bo'lib, ularning yorug'lik chiqishi intensivligi LED orqali o'tadigan
to'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
LED quvvat manbai bo'ylab oldinga yo'naltirilgan holatda ulanishi kerakligi
sababli, uni haddan tashqari oqim oqimidan himoya qilish uchun ketma-ket qarshilik
yordamida oqim cheklangan bo'lishi kerak. Hech qachon LEDni to'g'ridan-to'g'ri
batareyaga yoki quvvat manbaiga ulamang, chunki u deyarli bir zumda yo'q qilinadi,
chunki juda ko'p oqim o'tadi va uni yoqib yuboradi.
Yuqoridagi jadvaldan biz har bir LEDning PN ulanishi bo'ylab o'ziga xos
to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish pasayishiga ega ekanligini ko'rishimiz mumkin va
foydalanilgan yarimo'tkazgich materiali tomonidan belgilanadigan bu parametr,
odatda oldinga siljish uchun ma'lum miqdorda to'g'ridan-to'g'ri oqim uchun
to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishning pasayishi hisoblanadi. oqim 20 mA.
Ko'pgina hollarda LEDlar past kuchlanishli doimiy oqimdan ishlaydi, ketma-
ket rezistor bilan, RS to'g'ridan-to'g'ri oqimni xavfsiz qiymatga, masalan, oddiy LED
ko'rsatkichi uchun 5 mA dan 30 mA yoki undan ko'pgacha cheklash uchun
ishlatiladi, bu erda yuqori yorqinlikdagi yorug'lik chiqishi kerak bo'ladi.
LED seriyali qarshilik.
Seriyali qarshilik qiymati RS oddiygina Ohm qonunidan foydalanib, LEDning
kerakli to'g'ridan-to'g'ri oqimini IF, kombinatsiyadagi VS ta'minot kuchlanishini va
LEDning kutilayotgan to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish pasayishini bilish orqali
hisoblanadi, VF talab qilinadigan oqim darajasida, joriy cheklovchi qarshilik
quyidagicha hisoblanadi:
LED seriyali qarshilik davri
Yuqori quvvatli
LED yulduz bazasiga biriktirilgan yuqori quvvatli yorug'lik chiqaradigan
diodlar (Luxeon, Lumileds)
Shuningdek qarang: Qattiq holatda yoritish, LED chiroq va yuqori quvvatli
LEDlarning termal boshqaruvi
Yuqori quvvatli LEDlar (HP-LEDlar) yoki yuqori quvvatli LEDlar (HO-
LEDlar) boshqa LEDlar uchun o'nlab mA bilan solishtirganda, yuzlab mA dan
ampergacha bo'lgan oqimlarda boshqarilishi mumkin. Ba'zilari ming lümendan ortiq
nur chiqarishi mumkin.[121][122] 300 Vt / sm2 gacha bo'lgan LED quvvat
zichligiga erishildi. Haddan tashqari issiqlik halokatli bo'lgani uchun, HP-LEDlar
issiqlik tarqalishini ta'minlash uchun issiqlik qabul qiluvchiga o'rnatilishi kerak.
Agar HP-LED dan issiqlik o'chirilmasa, qurilma bir necha soniya ichida ishlamay
qoladi. Bitta HP-LED ko'pincha chiroqdagi akkor lampochkani almashtirishi
mumkin yoki kuchli LED chiroqni yaratish uchun qatorga o'rnatilishi mumkin.
Ushbu toifadagi ba'zi taniqli HP-LEDlar Nichia 19 seriyali, Lumileds Rebel
Led, Osram Opto Semiconductors Golden Dragon va Cree X-chiroqdir. 2009 yil
sentyabr holatiga ko'ra, Cree tomonidan ishlab chiqarilgan ba'zi HP-LEDlar hozirda
105 lm/Vt dan oshadi.[123]
Vaqt o'tishi bilan yorug'lik chiqishi va LEDlarning samaradorligining
eksponentsial o'sishini bashorat qiluvchi Haitz qonuniga misollar 2009 yilda 105 lm
/ Vt ga erishgan CREE XP-G seriyali LEDni[123] va odatdagi samaradorligi bilan
Nichia 19 seriyasidir. 140 lm/Vt, 2010 yilda chiqarilgan.[124]
Do'stlaringiz bilan baham: |