Fórum témák

» Több friss téma
Cikkek » Elektronikai alapismeretek - 7. Félvezetők: LED
Elektronikai alapismeretek - 7. Félvezetők: LED
Szerző: Topi, idő: Jún 15, 2005, Olvasva: 38364, Oldal olvasási idő: kb. 3 perc
Lapozás: OK   1 / 3
Ebben a cikkben a LED-ekről lesz szó. Azaz a fény emittáló diódákról.
Az optoelektronika az utóbbi évtizedben az elektronika egyik legdinamikusabban fejlődő ágává vált. Nevét az elektronikai áram és a fény kölcsönhatásáról kapta. Az elektronikai áram kissé szokatlannak tűnhet, ezzel azt akarjuk érzékeltetni, hogy nem csak elektronáramlásról van szó. Lényeges, hogy nem az elektromos áram fényhatásáról van szó, hiszen például az izzólámpát nem tekintjük elektronikai eszköznek. Ugyanakkor nehéz meghúzni az elméleti határvonalat, mert például a fénycső világító eszköz, de a fizikailag hasonló elven működő plazma mátrix-kijelző többnyire az optoelektronikai katalógusokban szerepel. A fizikailag szigorúan optoelektronikai alkatrésznek nevezhető oszcilloszkópcső viszont a vákuumcsöveknél található. Optoelektronikai eszköznek számit például a folyadékkristályos kijelző is. Ez viszont a fény szempontjából passzív alkatrész, ugyanis (az optoelektronika egyik meghatározása szerinti) fényenergia-elektromos energia oda-vissza való alakításában nem vesz részt.

A szilárdtest-optoelektronika (a továbbiakban optoelektronika) egyidős a tranzisztorral, hiszen a félvezető pn-átmenet fényérzékenységét a tranzisztor felfedezése óta ismerjük. Sokak előtt ismeretes az egyszerű kísérlet: régi üveg­tokos gerániumtranzisztorról lekaparva a fekete festéket, a kristály megvilágításának erősségével az eszköz munkapontja befolyásolható. Ezen az elven működnek a ma használatos fotodiódák és fotótranzisztorok. Azonban, ha csak itt tartanánk, nem beszélhetnénk úgy az optoelektronikáról, mint az elektronika jól elhatárolható mellékágáról. Az optoelektronika a 60-as évek közepétől kez­dett önálló életet élni, amikor megszülettek a fényemittáló diódák. Ez az új eszköz forradalmasította az optoelektronika fejlődését. Eddig ugyanis fényforrásul egyrészt a napfényt használtuk (amelynek energetikai hasznosítása a jó hatásfokú napelemek elterjedésével napjainkban szintén fejlődés alatt áll), másrészt pedig a mesterséges fényforrásokat. Ezek akár izzószálas, akár vákuum­technikai eszközök, meglehetősen sok hátránnyal rendelkeznek. Méreteik, fényhasznosításuk, energiaigényük és nem utolsósorban mechanikai behatásokkal szembeni gyenge ellenálló képességük, élettartamuk és megbízhatóságuk messze elmarad a szilárdtest-elektronika korszerű eszközei (tranzisztorok, integrált áramkörök) által támasztott követelmények mögött. A fényemittáló dióda mindezen hátrányokat egycsapásra leküzdötte, és mindehhez járult még az az előny, hogy gyártástechnológiája hasonló a többi félvezető eszközéhez, s ezen felül integrálási technikára is alkalmas. A fényemittáló diódát angol nevének kezdőbetűiből (Light-Emitting­Diode) LED-nek is szokás nevezni, a szakirodalomban gyakran így találkozunk vele. A fényérzékelő eszközök mellé tehát megszületett az egyenrangú szilárdtest fényforrás is, amellyel optoelektronikai információt adó-vevő berendezések építhetők. Ma már a híradástechnika és számítástechnika a hagyományos kábeles és rádióhullámos jeltovábbítás mellett új „csatornát" kapott, a fényt. Első olvasásra talán csodálkozik az Olvasó, vajon milyen előnyökkel rendelkezhet a fény mint információhordozó, a hagyományos vörösréz vezetékkel, vagy a hifi minőségű URH rádióösszeköttetéssel szemben? A teljességre való törekvés nélkül néhány alapvető előnyt említhetünk:

  • nagysebességű jelátvitel, amely optikai eszközökkel mentesíthető a reflexióktól;
  • egyszerű fényárnyékolással zavar­mentes az átvitel, induktív-kapacitív hatások azt nem befolyásolják;
  • a fény olyan nagyfrekvenciás elekt­romágneses hullám, amelynek moduláló frekvenciája néhány GHz lehet. Ezzel egyetlen csatornán nagyszámú tv-műsor vagy néhány százezer telefonbeszélgetés fér el;
  • megfelelő színszűrők alkalmazásé­val szelektív átvitelt biztosíthatunk. Eb­ben a tekintetben külön szerepet kap a nem látható infravörös fény.

Mindezekhez hozzá kell tennünk, hogy nagyobb távolságú fényösszeköt­tetések megoldhatók a szabad térben is. Üvegszáloptikákkal zavar- és reflexió­mentes átvitelt létesíthetünk a számítógép és a háttértár néhány méteres távolságától a lakótelepek 1000m-t is elérő, tv-műsort elosztó hálózatáig. A száloptikás jeltovábbítást az élet más területein, is helyet kap: az orvosi diagnosztiká­ban alkalmazott szondáktól kezdve a korszerű, negyedik generációs számító­gépek alakfelismerő rendszeréig.

Az elmondottak természetesen közel sem adnak teljes képet az optoelektronika napjainkban is fejlődésben levő esz­közeiről és rendszereiről. Nem említettük pl. a BBD-tároló (BBD = Bucket Brigade Device) elvén működő tv-kamerák vagy a különböző megoldású szilárdtest tv-képernyők lehetőségéit. Ezek ma még nagyrészt kísérleti állapotban vannak, az amatőrök számára elérhetetlenek.
A cikk még nem ért véget, lapozz!

Következő: »»   1 / 3
Értékeléshez bejelentkezés szükséges!
Bejelentkezés

Belépés

Hirdetés
XDT.hu
Az oldalon sütiket használunk a helyes működéshez. Bővebb információt az adatvédelmi szabályzatban olvashatsz. Megértettem