Оптоэлектронные устройства
Светодиоды - это просто диоды с p-n-переходом, которые излучают свет при прохождении через них тока. Этот свет виден потому, что светодиоды упакованы в полупрозрачный материал. Частота излучаемого света зависит от материала, использованного в изготовлении светодиода. Арсенид галлия (GaAs) излучает свет в инфракрасном диапазоне, который не воспринимается человеческим глазом. Арсенидфосфид галлия излучает видимый красный свет. Изменяя содержание фосфора, можно получить светодиоды, излучающие свет различной частоты.
На рис.6 показано устройство светодиода. Слой типа р сделан тонким для того, чтобы не препятствовать прохождению света, излучаемого p-n-переходом.
После изготовления светодиод помещается в корпус, который рассчитан на максимальное пропускание света. Многие светодиоды содержат линзы, которые собирают свет и увеличивают его интенсивность. Корпус светодиода может также служить светофильтром для того, чтобы обеспечить излучение света определенной частоты.
Для того чтобы светодиод излучал свет, на него должно быть подано прямое смещающее напряжение, превышающее 1,2 В. Так как светодиод легко может быть поврежден большим током или напряжением, последовательно с ним включается резистор для ограничения тока.
Схематическое обозначение светодиода показано на рис.7. На рис.8 изображена схема включения светодиода. Включенный последовательно резистор используется для ограничения прямого тока.
Сборки светодиодов применяются для изготовления широко распространенных семисегментных индикаторов, используемых для отображения цифр.
На рис.9 показано схематическое обозначение оптопары. Оптопара состоит из светодиода и фототранзистора. Оба устройства размещены в одном корпусе. Они связаны световым лучом, излучаемым светодиодом. Сигнал, поступающий на светодиод, может меняться, что в свою очередь изменяет интенсивность излучаемого света. Фототранзистор преобразует изменения света опять в электрическую энергию. Оптопара позволяет передавать сигнал от одной цепи к другой, обеспечивая высокую степень электрической изоляции их друг от друга.
