Всегда говорят, что прямое падение напряжения на диоде составляет около 0,7 вольт. Светодиод также является диодом, почему он имеет большее падение прямого напряжения около 3 Вольт?
Какая модель светодиода объясняет это более высокое падение напряжения?
diodes
photodiode
VKJ
источник
источник
Ответы:
Различные полупроводниковые переходы имеют разные прямые напряжения (и обратные токи утечки, и обратные пробивные напряжения и т. Д.). Прямое падение напряжения обычного кремниевого диода с малым сигналом составляет около 0,7 вольт. То же самое, только германий, около 0,3 В. Падение прямого хода силового диода с PIN-кодом (p-типа, встроенного, n-типа), например, 1N4004, больше похоже на вольт или больше. Падение в прямом направлении типичного Шоттки мощностью 1 А составляет около 0,3 В при малых токах, что выше их расчетных рабочих токов.
Ширина запрещенной зоны во многом связана с этим - германий имеет меньшую ширину запрещенной зоны, чем кремний, который имеет меньшую ширину запрещенной зоны, чем GaAs или другие светодиодные материалы. Карбид кремния имеет еще большую ширину запрещенной зоны, а диоды Шоттки из карбида кремния имеют прямые капли примерно 2 В (см. Мой номер на этом).
Помимо ширины запрещенной зоны, профиль легирования соединения также имеет к этому отношение - диод Шоттки является крайним примером, но ПИН-диод, как правило, будет иметь более высокое прямое падение (и обратное напряжение пробоя), чем PN узел. Диапазон падений светодиодов в диапазоне от 1,5 В для красных светодиодов до 3 для синих - это имеет смысл, поскольку механизм светодиодов в основном генерирует один фотон на электрон, поэтому прямое падение напряжения должно быть равно или больше энергии испущенные фотоны в электрон-вольтах.
источник
основы
Все материалы в химической таблице и молекулы разных комбинаций обладают уникальными электрическими свойствами. Но есть только 3 основных электрических категории; проводник , изолятор (= диэлектрик) и полупроводник . Радиус орбиты электрона является мерой его энергии, но каждая из множества электронных орбит, образованных в полосах, может быть:
Это определяется как энергия запрещенной зоны в электрон-вольтах или эВ .
Законы Физики
Уровень эВ различных комбинаций материалов напрямую влияет на длину волны света и прямое падение напряжения. Таким образом, длина волны света напрямую связана с этим зазором и энергией черного тела, определенной законом Планка
Разные сплавы из легирующих примесей образуют разные запрещенные зоны и длины волн и Vf.
Старая светодиодная технология
Здесь приведен диапазон от Ge до Sch до Si слаботочных диодов с их кривой VI, где линейный наклон обусловлен Rs = ΔVf / ΔIf.
k - константа качества моего поставщика, связанная с теплопроводностью, тепловым сопротивлением и эффективностью микросхемы, а также с тепловым сопротивлением платы разработчика.
Еще к тип. изменяется только от 1,5 (плохо) до 0,22 (лучше) для всех диодов. Чем ниже, тем лучше у новых SMD-светодиодов, которые могут рассеивать тепло на плате и старых силовых диодах, установленных на корпусе Si, а также улучшаются в новых SiC-диодах. Таким образом, SiC имеет более высокое значение eV и, следовательно, более высокое значение Vt при низком токе, но гораздо более высокое обратное падение напряжения, чем Si, что полезно для высоковольтных переключателей большой мощности.
Вывод
ссылка
* 1
исключения
Диод MFG: карбид кремния Cree (SiC) 1700 В PIV, @ 10 А, 2 В, 25 ° С, 3,4 @ 175 ° С, 0,5 А, 1 В, 25 ° С, Pd макс. = 50 Вт, Tc = 110 ° С и Tj = 175 ° С.
Таким образом, Vt = 1 В, Rs ¼ Ω, Vr = 1700 В, k = ¼Ω * 50 Вт = 12,5 является высоким из-за рейтинга PIV 1,7 кВ.
@ Tj = 175 ° C = (3,4-1,0) V / (10-0,5) A = ¼ Ω, k = Rs * Pmax
Здесь Vf имеет положительный темп, PTC в отличие от большинства диодов из-за Rs, доминирующих в чувствительном к запрещенной зоне Vt, который все еще является NTC. Это позволяет легко укладывать параллельно без теплового разгона.
источник
Падение напряжения на прямом смещенном контакте зависит от выбора материалов. Обычный PN-кремниевый диод имеет прямое напряжение около 0,7 В, но светодиоды изготовлены из разных материалов и поэтому имеют разные падения прямого напряжения.
источник