Light Source
Light Emitting Diode


 
この節ではLED:Light Emitting Diodeに関しての基本的な知識等を説明していこうと思う。

 項目 内容 
発光原理  
LEDとはn型半導体とp型半導体を結合したもので、
電流をアノード(+)からカソード(−)に流すことによって、
n型とp型の半導体の接合部分で電子と正孔が再結合することによって発光が生じる。

外観 
砲弾タイプのLEDを模式している。

 

基本的には長いほうがアノード(+)である。逆の場合もあるが・・・。

パッケージングは砲弾型のみだけではなく、Fluxタイプ、チップタイプ(この中にハイパワータイプがある)

等の種類がある。

発光スペクトル 
フィラメント式の電球とは異なり可視光のみで赤外光の発光がないため、光源が熱源になりづらい。

(もちろん赤外領域のみの発光スペクトルを持つLEDもあるが、フィラメント式の電球と異なり、

発光スペクトル帯域が狭く、紫外光、可視光、赤外光の発光スペクトル領域をもつLEDを

選択することが可能であるという意味。)
 
電子回路図   
接続方法
複数のLEDの接続には、並列接続か直列接続かの二つの方法が考えられるが、

一般的に並列接続は推奨されない。なぜならば、LEDは電流制御であるため、

並列接続した際に1つでもLEDが破損していた際には、他のLEDに電流が集中し

破損の原因につながるからである。

さらに、直列の場合でも抵抗による電流制御よりも、定電流ダイオードを用いたほうが、

さらに安全になる

I-V特性
LEDのI-V特性は以下のようになる



電圧を上げると指数関数的に電流が増加し、電圧をかけすぎるとリークし破損する。

   
注意点@

(注入電流)
 
一般の砲弾タイプのLEDは最小2V程度の電圧で20mAを流すと点灯することができるが、

LEDは定格以上の電流を流すと破損するので電流制限がある。

(また、LEDの点灯は電圧制御ではなく電流制御が基本である)


注意点A

(静電気)
 
やはり半導体を使用するときに一番注意しないといけない点が、静電気である。

静電気はおよそ数千から数万ボルトの電圧が半導体に印加されるため、

半導体の層が破壊されチップの内部でリーク電流が生じる。

このような破壊をESD破壊(Electro Static Discharge)と呼び、対策が必要である。