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發(fā)光二極管的伏安特性 發(fā)光二極管的伏安特性與普通二極管類似,但它的正向壓降較大,并在正向壓降達到一定值時發(fā)光。發(fā)光顏色和構成PN結(jié)的材料有關,通常有紅、黃、綠、藍和紫等顏色。發(fā)光亮度近似和工作電流密度成正比,但摻雜ZnO和GaP的發(fā)光二極管,其發(fā)光亮度隨電流密度的增加會很快趨向飽和。另外,隨結(jié)溫的升高,LED的發(fā)光亮度將會減弱。
由于發(fā)光二極管的響應時間(光信號對電信號的延遲時間)一般小于100ns,故直流信號、交流信號或脈沖信號均可作為它的驅(qū)動信號。
國產(chǎn)LED器件用FG × 1 × 2 × 3 × 4 × 5 × 6命名,其中×1表示材料,×1取值1,2,3分別對應LED的材料為GaAsP,GaAsAl和GaP。×2表示發(fā)光顏色,×2取1~6時表示發(fā)光顏色為紅、橙、黃、綠、藍和復色,× 3表示封裝形式。× 4表示外形,取0 ~ 6各整數(shù)時,分別指發(fā)光二極管的外形為圓形、長方形、符號形、三角形、正方形、組合形和特殊形。× 5 × 6為序號。
使用發(fā)光二極管時,若用電壓源驅(qū)動,則應在電路中串接限流電阻,以防止LED中電流過大而損壞。用交流信號驅(qū)動時,為防止LED被反向擊穿,可在兩端反極性并連整流二極管。幾種紅色發(fā)光二極管的參數(shù)見表B313。
光敏二極管又稱光電二極管,目前使用多的是光電二極管。它有四種類型:PN結(jié)型,PIN結(jié)型,雪崩型和肖特基結(jié)型。以下簡介PN結(jié)型光敏二極管。
PN結(jié)型光敏二極管同普通二極管一樣,也是PN結(jié)構造,只是結(jié)面積較大,結(jié)深較淺,管殼上有光窗,從而使人射光容易注入PN結(jié)的耗盡區(qū)中進行光電轉(zhuǎn)換,大的結(jié)面積增加了有效光面積,提高了光電轉(zhuǎn)換效率。
在無光照射時,光敏二極管的伏安特性和普通二極管一樣,此時的反向飽和電流叫暗電流,一般在幾微安到幾百微安之間,其值隨反向偏壓的增大和環(huán)境溫度的升高而增大。在檢測弱光電信號時,必須考慮用暗電流小的管子。
在有光照時,光敏二極管在一定的反偏電壓范圍內(nèi)(UR≥5V),其反向電流將隨光照強度(10-3~103 lx范圍內(nèi))的增加而線性增加,這時的反向電流又叫光電流。因此,對應一定的光照強度,光敏二極管相當于一個恒流源。在有光照而無外加電壓時,光敏二極管相當于一個電池,P區(qū)為正,N區(qū)為負。
光敏二極管有一定光譜響應范圍,并對某波長的光有最高的響應靈敏度(峰值波長)。因此,為獲取最大的光電流,應選擇光譜響應特性符合待測光譜的光敏二極管,同時加大照度和調(diào)整入射的角度。
光敏二極管的響應時間,一般小于幾百微秒,主要取決于結(jié)電容和外部電路電阻的乘積。表B316列出了幾種光敏二極管的參數(shù),其中靈敏度指輸入給定波長的單位功率時,光敏二極管能輸出的光電流值。
穩(wěn)壓二極管工作原理
一、穩(wěn)壓二極管原理及特性
一般三極管都是正向?qū)?,反向截止;加在二極管上的反向電壓如果超過二極管的承受能力,二極管就要擊穿損毀。但是有一種二極管,它的正向特性與普通二極管相同,而反向特性卻比較特殊:當反向電壓加到一定程度時,雖然管子呈現(xiàn)擊穿狀態(tài),通過較大電流,卻不損毀,并且這種現(xiàn)象的重復性很好;只要管子處在擊穿狀態(tài),盡管流過管子的電在變化很大, 而管子兩端的電壓卻變化極小起到穩(wěn)壓作用。這種特殊的二極管叫穩(wěn)壓管。
穩(wěn)壓管的型號有2CW、2DW 等系列。
穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓特性。
穩(wěn)壓管是利用反向擊多區(qū)的穩(wěn)壓特性進行工作的,因此,穩(wěn)壓管在電路中要反向連接。穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓稱為穩(wěn)定電壓,不同類型穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓也不一樣,某一型號的穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值固定在口定范圍。例 如:2CW11的穩(wěn)壓值是3.2伏到4.5伏,其中某一只管子的穩(wěn)壓值可能是3.5伏,另一只管子則可能是4,2伏。
在實際應用中,如果選擇不到穩(wěn)壓值符合需要的穩(wěn)壓管,可以選用穩(wěn)壓值較低的穩(wěn)壓管,然后串聯(lián)幾只硅二極管“枕墊”,把穩(wěn)定電壓提高到所需數(shù)值。這是利用硅二極管的正向壓降為0.6~0.7伏的特點來進行穩(wěn)壓的。因此,二極管在電路中必須正向連接,這是與穩(wěn)壓管不同的。
穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能的好壞,可以用它的動態(tài)電阻r來 表示:
顯然,對于同樣的電流變化量ΔI,穩(wěn)壓管兩端的電壓變化量ΔU越小,動態(tài)電阻越小,穩(wěn)壓管性能就越好。
穩(wěn)壓管的動態(tài)電阻是隨工作電流變化的,工作電流越大,動態(tài)電阻越小。因此,為使穩(wěn)壓效果好,工作電流要選得合適。工作電流選得大些,可以減小動態(tài)電阻,但不能超過管子的大允許電流(或最大耗散功率)。 各種型號管子的工作電流和大允許電流,可以從手冊中查到。
穩(wěn)壓管的穩(wěn)定性能受溫度影響,當溫度變化時,它的穩(wěn)定電壓也要發(fā)生變化,常用穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)來表示,這種性能例如2CW19型穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uw= 12伏,溫度系數(shù)為0.095%℃ ,說明溫度每升高1℃,其穩(wěn)定電壓升高11.4毫伏。為提高電路的穩(wěn)定性能,往往采用適當?shù)臏囟妊a償措施。在穩(wěn)定性能要求很高時,需使用具有溫度補償?shù)姆€(wěn) 壓,如2DW7A、2DW7W、2DW7C 等。 二、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路圖
由硅穩(wěn)壓管組成的簡單穩(wěn)壓電路。硅穩(wěn)壓管DW與負載Rfz,并聯(lián),R1為限流電阻。