Dispozitive Optoelectronice Fotoemițătoare

1. INTRODUCERE

Electronica, alături de informatica, este unul din dintre domeniile cele mai dinamice din mecatronică. Dezvoltarea electronicii s-a făcut în paşi rapizi începând din anul 1957, anul apariţiei tranzistorului, aproape la fiecare un an şi jumătate s-a dublat numărul de componente pe o placheta de siliciu, ajungând azi la zeci de milioane de tranzistori.

În contextul acestei dezvoltări spectaculoase se înscrie şi domeniul microcontrolerelor (calculatorul intr-un singur chip). Utilizarea microcontrolerelor în aplicaţii, la fel ca şi utilizarea microprocesoarelor şi calculatoarelor de proces, permite înlocuirea componentelor hard (electrice şi mecanice) cu componente soft.

O definiţie, cu un sens foarte larg de cuprindere, ar fi aceea că un microcontroler este un microcircuit care încorporează o unitate centrală (CPU) şi o memorie împreună cu resurse care-i permit interacţiunea cu mediul exterior.

În lucrarea de faţă am prezentat o temă de electronică analogică (Dispozitive optoelectronice fotoemiţătoare). Tema este structurată în patru capitole cu fişe de lucru pentru fiecare capitol. După o prezentare teoretică a noţiunilor de bază privind Led-urile şi afişajele 7 segmente, sunt prezentate o serie de aplicaţii practice de laborator cu aceste dispozitive, care trebuie executate de către cursanţi. Mai departe sunt prezentate o serie de aplicaţii complexe, cu aceste dispozitive, realizate cu ajutorul unui microcontroler, care sunt prezentate de către profesor. Tema se finalizează cu două teste de evaluare.

2. CONŢINUT TEHNIC

DISPOZITIVE OPTOELECTRONICE FOTOEMIŢĂTOARE

2.1. CONSIDERAŢII TEORETICE

FIŞA SUPORT1.1 DIODA LUMINISCENTĂ (LED)

LED (Light Emitting Diode) – este o diodă care are proprietatea de a emite lumină atunci când este polarizată direct.

a. Construcţia LED-ului

a b

Figura 1.1.1 Structura constructivă a unui LED

LED-ul este construit dintr-o structură semiconductoare pn cu suprafaţă foarte mică (figura 1.1.1 a) care emite lumină. Această structură se realizează din aliaje semiconductoare speciale. La construcţia structurii semiconductoare nu se utilizează siliciu sau germaniu deoarece se încălzesc şi nu emit bine lumină. Această structură care mai poartă denumirea de diodă este amplasată într-o cupă reflectoare (figura 1.1.1 b) şi este conectată la terminalele diodei ( ANOD şi CATOD). Toate aceste elemente sunt încapsulate. Aceste capsule se realizează din răşini sintetice de diverse culori şi sub diverse forme. Culoarea radiaţiei luminoase depinde de aliajul utilizat la realizarea structurii semiconductoare:

- roşu, infraroşu – AlGaAs (Aluminiu-Galiu-Arsen)

- verde – AlGaP (Aluminiu-Galiu-Fosfor)

- roşu-orange, orange, galben, verde – AlGaInP (Aluminiu-Galiu-Indiu-Fosfor)

- roşu, roşu-orange, orange, galben – GaAsP (Galiu-Arsen-Fosfor)

- roşu, galben, verde – GaP (Gali-Fosfor)

- verde, verde-smarald, albastru – GaN (nitrură de galiu)

- ultraviolet apropiat, albastru-verzui, albastru – InGaN (nitrură indiu-galiu)

- albastru – ZnSe (zinc-seleniu)

- ultraviolet – Diamant (C) (Carbon)

- de la ultraviolet apropiat pana la ultraviolet îndepărtat – AlN, AlGaN (nitruri Al, Ga)