Transcript diodes electroluminescentes

DIODES ELECTROLUMINESCENTES
 DIODE A JONCTION PN
 DIODE ZENER
 DIODES ELECTROLUMINESCENTES LED
 PHOTODIODE
 AUTRES DIODES
1
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
LED = Light Emitting Diodes
Polarisation directe
+
p
n
_
recombinaison électron-trou dans la jonction avec émission de lumière
hn = DE
La lumière émise dépend du gap
GaX
Eg (eV)
GaP
2,25
vert
GaAs
1,43
rouge
GaSb
0,68
I.R.
GaAsxP1-x
gap variable
2
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
comporte des substances qui
émettent des rayonnements
(Ga, As, P)
elles ont des tensions de coude
élevées (1.5 V, 2.5 V) et des
courants de 10 à 50 mA
application: servent dans les
affichages électroniques
3
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
Les D.E.L éclairent lorsqu' elles sont parcourues par un courant de
l'anode vers la cathode.
ROUGE, VERT, JAUNE, ORANGE, BLANC
4
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
La tension de seuil dépend de la couleur et
donc de la composition chimique du dopage.
Couleurs
Tension de seuil
If
Longueur d' onde
OU Vf
(mA)
Rouge
1,6 V à 2 V
6à20 650 à 660 nm
Jaune
1,8 V à 2 V
6à20 565 à 570 nm
Vert
1,8 V à 2 V
6à20 585 à 590 nm
Bleu
2,7 V à 3,2 V
6à20 470 nm
5
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
Par exemple calcul de la résistance pour une LED rouge
R1 = (V-Vf) / If, donc R 1= (12 - 1,8 ) / 0,02 = 510 ohms,
bien souvent ont utilise une résistance de 470 ohms
Iled = ( 12 - 1,8 ) / 470 = 0,021A ou 21 mA
Il faut aussi tenir compte de:
la tension inverse max Vr
le courant max en pointe pour un temps très court
6
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
Les LEDS rondes de diamètre 3 mm ou 5 mm
comportent un plat sur la base pour repérer
la cathode (ou lorsqu' elles sont neuves la
patte la plus courte).La consommation
moyenne est d'environ 20 mA.
GaP
Eg = 2,3 eV
vert (gap indirect)
GaN
GaAs
Eg = 1,4 eV
rouge (gap direct)
GaAs1-xPx
1,4 ≤ Eg ≤ 2,3 eV
7
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
Utilisation
L' avantage d’utiliser des LED est qu’elles ne s’usent pas, elles sont
moins chère que des voyants, elles consomment moins d' énergie .Mais
l' inconvénient et qu'elles ne peuvent fonctionner qu'avec une faible
tension, et qu’elles n’éclairent pas beaucoup par rapport aux ampoules
classiques .
Il faut donc ajouter une résistance en série pour utiliser un LED.
En fonction de la résistance l'intensité va varié et la luminosité aussi.
8
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
Utilisation
Pour mettre plusieurs LED en séries il faut additionner la tension de
seuil de chaque LED puis ce laisser une marge de quelques volts afin de
mettre un résistance en série dans la circuit.
9
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
Exercice
Pour faire clignoter une LED il faut un circuit oscillateur, il est possible
d’utiliser des portes logiques ou des ampli op mais la plus utilisé est le
NE555 .
Une autre solution consiste à utiliser une LED clignotante, mais la
fréquence sera fixe ( environ 3 impulsions par secondes ) ; c' est à dire
que la vitesse du clignotement ne pourras pas être modifié comme avec
un circuit oscillateur .
voir si vous voulez faire clignoter plusieurs LED ordinaires il suffit de
mettre en série la LED clignotante et de calculer la résistance en
fonction de votre alimentation.
10
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
Exercice
11
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
Diode bleue 1992 (Nichia Chemical - Japon)
GaN - InGaN
LED bleue : GaN
445 - 485 nm
Nakamura
12
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
réflecteur
13
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
14
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
Décoration de Noël
vitrine de ‘Sachs’
5th Avenue - N.Y.
50 flocons de neige géants
72.000 LEDs
7m
15
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
AFFICHEUR 7-SEGMENTS
Les afficheurs à LED sont des afficheurs qui permettent de visualiser
un chiffre ou un nombre à l'aide de segments lumineux. Les sources
lumineuses sont internes au composant et permettent l'affichage même
en pleine nuit.
Les afficheurs à LED émettent la plupart du temps une lumière rouge
ou verte, mais on en trouve aussi qui rayonnent dans le jaune et même
dans le bleu, bien qu'ils soient moins répandus à cause de leur prix
plus élevé.
Il existe aussi des afficheurs fluorescents émettant une couleur bleue,
mais il s'agit d'un type d'affichage de conception totalement différente,
à ne pas confondre avec les afficheurs à LED bleues.
16
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
AFFICHEUR 7-SEGMENTS
AFFICHEUR 7-SEGMENTS À D.E.L.
17
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
AFFICHEUR 7-SEGMENTS
Remarque : l'affichage des chiffres 6 et 9 dépend du circuit de commande, on
peut trouver ces chiffres avec ou sans queue : segment A allumé ou éteint pour
le chiffre 6, et segment D allumé ou éteint pour le chiffre 9.
18
DIODES ELECTROLUMINESCENTES
AFFICHEUR 7-SEGMENTS
Cathode commune ou Anode commune
19
PHOTODIODES
 DIODE A JONCTION PN
 DIODE ZENER
 DIODES ELECTROLUMINESCENTES LED
 PHOTODIODE
 AUTRES DIODES
20
PHOTODIODES
Diode sensible à la lumière
Ce sont des diodes sensibles aux infrarouges dans une gamme d’onde
non visible ( 800 à 950 nm ) ou alors des récepteur pour lumière
visible ( autour de 555 nm ).
Couleurs
Tension de seuil
Longueur d' onde
infrarouge
1,6 V à 2V
930 à 950 nm
Rouge
1,6 V à 2 V
650 à 660 nm
Boîtier type TO39 , TO5 ,TO18
21
PHOTODIODES
Diode sensible à la lumière
Source de lumière
 Fonctionnement en mode
inverse, courant faible et
petites variations de courant
dues aux changements de
lumière
IS
 Les photons lumineux
contribuent à augmenter le
courant de fuite IS
circuit typique
22
PHOTODIODES
Coupleur Optoélectronique
D.E.L
Photodiode
combine une DEL et une photodiode
passe de l’information électrique entre 2 circuits sans
qu’ils soient branchés électriquement.
23
PHOTODIODES
Utilisation
Les photodiodes sont d’excellents détecteurs de lumière. Elles trouvent leur
application dans la mesure quantitative de la lumière, la télécommande ou
transmission à distance.
24
AUTRES DIODES
 DIODE A JONCTION PN
 DIODE ZENER
 DIODES ELECTROLUMINESCENTES LED
 PHOTODIODE
 AUTRES DIODES
25
AUTRES DIODES
Il existe encore beaucoup d'autres variétés de diodes.
Citons entres autres :
Diodes Schottky
les diodes Schottky, à jonction métal / semi-conducteur : cette
jonction hétérogène est caractérisée par l'absence de stockage
des charges, elle est donc très rapide. Elle est très utilisée dans
les circuits logiques rapides.
I
U
Diodes Varicaps
les diodes varicap : on utilise la variation de la capacité de
jonction avec la polarisation inverse dans des oscillateurs ou des
circuits d'accord. On fait alors facilement varier la tension
d'oscillation ou d'accord en modifiant la tension de polarisation.
I
U
26
DIODE LASER
Diode LASER.
Une diode laser est constituée par une jonction PN dont la partie active
est une cavité électromagnétique résonnante. La plus grande partie de
l’énergie est concentrée dans cette cavité et la lumière est émise
parallèlement à la jonction.
pointeur laser
27
DIODE LASER
Diode Laser
dopage ‘n’ >> dopage ‘p’
Pierre Aigrain - 1958
Inversion de population dans la zone
dépeuplée au-delà d’une tension seuil
p
e-
+
p+
n
28
DIODE LASER
Diodes laser = hétérojonctions
ep
n
GaAs
émission dans la couche de GaAs
1,4 eV
Eg = 1,9 eV
Guide d ’onde n1 ≠ n2
AlxGa1-xAs
n
laser
AlxGa1-xAs
p+
p
+
29
DIODE LASER
Diode Laser
face
réfléchissante
face
semi-réfléchissante
émission
laser
Jonction
30
31
Diode laser
pointeur laser
Imprimante laser
compact disque
32