Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
1 Giới thiệu về LED

1 Giới thiệu về LED

Tải bản đầy đủ - 0trang

 Hoạt động của LED:

- Giống như nhiều loại điốt bán dẫn khác.Tùy theo mức năng lượng giải phóng

cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác

nhau). Mức năng lượng (và màu sắc của LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng

lượng của các nguyên tử chất bán dẫn.

- Tùy vào từng loại LED mà điện áp phân cực thuận khác nhau. Đối với LED

thường thì điện áp phân cực thuận khoảng 1,5V đến 2,5V; còn đối với LED siêu sáng

thì điện áp phân cực thuận có thể lên tới 5V.Khi LED hoạt động bình thường thì cường

độ dòng điện từ 10mA đến 50mA.

Công nghệ đèn LED đã và đang phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là trong lĩnh vực

quảng cáo. Đèn LED có hiệu suất phát sáng cao, có nhiều màu sắc đẹp, tiết kiệm điện

năng, tuổi thọ cao (hơn 100.000 giờ sáng liên tục), chịu được nắng mưa, va đập nhẹ.

Các bóng LED đơn khi kết nối lại thành một ma trận thì khả năng biểu thị thông tin

mạnh hơn, đa dạng hơn, và đa số các mạch quang báo trên thực tế đều sử dụng dạng

ma trận LED.

2.1.2 Sơ lược về LED

 Cấu tạo của LED



Hình 2.2: Cấu tạo của LED

13



LED được cấu tạo từ một mối nối bán dẫn P-N, khi chất bán dẫn Silicon cho pha

Indium (có 3 nối hóa trị, khi gắn nó vào mạng Silicon cần 4 nối, sẽ có một nối thiếu

điện tử và cho ra 1 lỗ trống) chúng ta sẽ có chân bán dẫn loại P và khi cho pha với

Phosphor (có 5 nối hóa trị, khi gắn nó vào mạng Silicon cần 4 nối, sẽ dư ra 1 hạt điện

tử), chúng ta có chân bán dẫn loại N.

Chất bản dẫn loại P tạo điều kiện dẫn điện bằng các lỗ trống (Hole), đó chính là

các nối hóa trị thiếu điện tử. Còn chất bán dẫn loại N có điểu kiện dẫn điện là do các

điện tử tự do (điện tử dư ra do phosphor có 5 điện tử hóa trị mà trong kết nối tinh thể

chỉ cần có 4).

 Nguyên lý phát quang nối p – n



Hình 2.3 Nguyên lý phát quang nối p - n

Một trong những thành phần quan trọng trong cấu tạo của các thiết bị điện tử nói

chung và cấu trúc của LED nói riêng đó là chuyển tiếp p – n. Chuyển tiếp

p – n được hình thành khi cho bán dẫn loại p tiếp xúc với bán dẫn loại n. Bán dẫn loại p

chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương, bán dẫn loại n chứa nhiều điện tử tự

do mang điện tích âm. Khi cho hai loại bán dẫn này tiếp xúc nhau, các lỗ trống có xu

14



hướng chuyển động khuếch tán sang bán dẫn loại n, cùng lúc khối bán dẫn loại p nhận

thêm điện tử (điện tích âm) từ khối bán dẫn n chuyển sang. Kết quả là khối bán dẫn p

tích điện âm (thiếu lỗ trống, dư thừa điện tử) và khối bán dẫn n tích điện dương (thiếu

điện tử, dư thừa lỗ trống). Ở biên giới vùng tiếp xúc hình thành điện trường làm cho

một số điện tử bị lỗ trống hút, và khi chúng tiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết

hợp lại với nhau tạo thành nguyên tử trung hòa điện. Quá trình này giải phóng ra năng

lượng dưới dạng photon làm LED phát sáng.

 Ưu điểm của LED.

- Hiệu quả: LED có hiệu suất phát sáng cao hơn bóng sợi đốt.

- Màu sắc: LED có thể phát ra màu sắc như ý muốn mà không cần bộ lọc màu theo

phương pháp truyền thống.

- Kích thước: Kích thước của bóng LED rất nhỏ(có thể nhỏ hơn 2 mm2) vì vậy có thể

bố trí dễ dàng trên mạch in.

- Thời gian bật tắt nhanh: LED có thời gian bật và tắt rất nhanh kể từ lúc có tác động

(micro giây). Điều này rất quan trọng trong thông tin liêc lạc, lĩnh vực yêu cầu có thời

gian đáp ứng nhanh.

- Độ sáng tối: LED có thể dễ dàng điều khiển độ sáng tối bằng phương pháp điều chế

độ rộng xung hoặc tăng giảm dòng điện tác động.

- Tuổi thọ đèn cao: Đây là ưu điểm lớn nhất của đèn LED, tuổi thọ của đèn LED vào

khoảng 35000 đến 50000 giờ, lớn hơn nhiều lần so với bóng huỳnh quang và sợi đốt.

- Độ bền cao: LED được làm từ vật liệu bán dẫn, nên rất khó bị phá huỷ bởi sự va đập.

- An tồn: LED khơng gây độc hại, thân thiện với mơi trường.

 Ứng dụng của LED



Các LED đơn sắc thường được sử dụng trong hiển thị và phát tín hiệu: đèn giao

thơng, tín hiệu đường sắt, tín hiệu thốt, đèn bào dùng trong máy tính,làm bộ phận hiển

thị trong các thiết bị điện điện tử, đèn quang cáo, trang trí, đèn giao thông… Các LED



15



7 đoạn thường được sử dụng trong hệ thống cần hiển thị số hoặc chữ: tại các sân bay,

thang máy,…

Các LED phát ánh sáng trắng được sử dụng làm nguồn chiếu sáng nơi cơng

cộng,đèn flash, đèn lồng,…



Hình 2.5 Đèn LED trắng dùng trong chiểu sáng.



16



Hình 2.6 Đèn LED dùng trong quảng cáo.

Các LED phát ánh sáng hồng ngoại được sử dụng trong các thiết bị điều khiển từ

xa (tivi, đầu video,…), cảm biến, các thiết bị nhớ quang học và truyền thơng khơng

gian, đồ chơi,…

LED còn được ứng dụng trong lĩnh vực điện tử viễn thông như trong thiết bị điều

khiển từ xa, cảm biến hồng ngoại, công nghệ truyền dữ liệu qua tia hồng

ngoại(IrDA), LED UV khử trùng nước. ứng dụng trong linh vực nơng nghiệp..



Hình 2.7 LED được sử dụng trong nông nghiệp.



17



2.2 Giới thiệu quang báo bằng ma trận LED

2.2.1 Tổng quan về ma trận LED

2.2.1.1 Giới thiệu

Ma trận LED là tập hợp nhiều đèn LED được bố trí thành ma trận dạng hình chữ

nhật hoặc vuông với số hàng là a và số cột là b. Để giảm số lượng các đường điều

khiển, trong các ma trận LED, các LED được nối chung với nhau theo hàng và cột. Số

lượng LED trên ma trận LED là axb trong khi số lượng ngõ ra bằng tổng số hàng và

cột: a+b. Việc điều khiển một ma trận LED kích thước lớn đòi hỏi thiết kế một mạch

driver và điều khiển rất phức tạp. Ma trận LED thường được dùng để hiển thị các ký

tự trong bảng mã ASCII thay cho Text LCD. Tuy nhiên, vẫn có thể ghép các ma trận

này lại để hiển thị các loại hình ảnh bất kỳ có độ phân giải thấp.

Ở đây ta tìm hiểu về ma trận LED kích thước 8x8. Hình 3.6 mơ tả

cấu trúc của một ma trận 8x8 với 16 ngõ ra được đặt tên từ R1 đến

R8 và C1 đến C8.



18



Hình 2.8 Ma trận LED 8x8

2.2.1.2 Phương pháp quét LED ma trận

Ma trận LED bao gồm nhiều LED đơn bố trí thành hàng và cột trong một vỏ. Các

tín hiệu điều khiển cột được nối với Anode của tất cả các LED trên cùng một cột. Các

tín hiệu điều khiển hàng cũng được nối với Cathode của tất cả các LED trên cùng một

hàng. Trong điều khiển LED ma trận ta không thể sử dụng phương pháp hiện thị tĩnh vì

sẽ có 1 số LED không mong muốn sẽ sáng cùng các LED điều khiển. Vậy nên phải sử

dụng phương pháp quét.

Để điều khiển LED ma trận sáng theo ý muốn, lợi dụng tính năng lưu ảnh ở mắt

người, trong các biển quảng cáo, chúng ta nhìn thấy LED sáng liên tục, thực ra khơng

phải vậy, mà là LED nhấp nháy liên tục, nhưng do tốc độ cao nên mắt người không kịp

phân biệt và kết quả là chúng ta nhìn thấy 1 hình ảnh liên tục.

Giả sử để hiển thị chữ A lên ma trận 8x8. Ta giải mã font chữ trên LED mã trận

rồi sử dụng phương pháp quét LED để hiển thị như sau:



19



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

1 Giới thiệu về LED

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×