الرئيسية » هندسة الالكترونيات » نظم ودوائر إلكترونية » التطبيقات الضوئية لوصلة الثنائى (P-N Junction – Light – Emitting- Diode)

التطبيقات الضوئية لوصلة الثنائى (P-N Junction – Light – Emitting- Diode)

مقدمة :

الوصلة الثنائية (P-N Junction)) Diode فى نشاط دائم وهى فى انحياذ أمامى (Forward Bias) من تحطم روابط وتوالد أخرى ، وفى عودة الإلكترون من نطاق التوصيل (حرا طليقا) إلى نطاق العزل (فجوة بأيون الشائبة ) ش (1)يفقد طاقته فى شكل حرارة ، وبضبط الشوائب تركيزا ونوعا ونسبة بين أنواعها  ومع جهد أمامى للوصلة  فإن الطاقة المفقودة من الالكترون تكن على شكل   فوتونات  فى نطاق الطيف الضوئى بطول موجى لأحد ألوان الطيف المرئى وغير المرئى متل الأشعة تحت الحمراء (I.R)  ونظرا لتركيب الوصلة الميكرومترى فإن فإن الفوتونات تنبعث خارج الوصلة .

وعليه يمكن تعريف الدايود الباعث للضوء بأنة وحدة إلكترونية تحول الطاقة الكهربية إلى طاقة ضوئية (Transducer) .

تركيبه

وصلة الدايود باعث الضوء (L.E.D) ش (2) داخل غلاف بلاستيك شفاف بشكل اسطوانى  ينتهى فى اعلاها بشكل نصف كروى تعمل كعدسة مجمعة لتركيز الضوء المنبعث من الوصلة فى اتجاة محور الاسطوانة فيبدو قويا رغم ضعفه  ، ورمزه فى الدوائر الإلكترونية ش (3)

الضوء المبعث ، شدته وخصائصه

شدة الإضاءة للون المنبعث تتوقف على التيار المار فى الوصلة وهو يتراوح بين 5 إلى 20 مللى أمبير ويُحفز الثنائى الضوئى من خلال من خلال ترانسستور أو دائرة متكاملة والدايود إما حملا فى دائرة المجمع أو دائرة باعث الترانسستور مع ضرورة وجود المقاومة المحددة للتيار حفاظا على الوصلة من الاحتراق بتجاوز تيار التشغيل لها

تطبيقات وصلة باعث الضوء (L.E.D)

  • مبين السبع مقاطع (Seven Segment Display)

بتنظيم وترتيب 7  (L.E.D) على  الحرف الانجليزى  8 أو H مغلقة من أعلى ومن أسفل يتكون شكل من ثمانى مقاطع  ش(4) بكل منها دايود باعث ضوء وبإضائة المقاطع بتوافيق نحصل على مبينللأرقام العشرية من صفر إلى 9  ومن A  إلى F وبوحدة DAC يمكن اظهار العدد الثنائى بتحويلة إلى عدد عشرى وبحفزوحدة الاظهار  من وحدة فك الشفرة DAC يظهر الرقم عشريا ، وفى حال تجاوز الرقم لخانة الاحاد نستخدم وحدات إظهار متعددة كل منها لخانة رقمية

  • الربط الضوئى (Photo Coupler)

نذكر الربط المغناطيسى بين دائرتين كهربيتين بواسطة المحول الكهربى ، بنفس المفهوم يتيح الدايود الباعث للضوء إمكانية الربط بين دائرتين كهربيتين دون اتصال مباشر فيما بينهما بتوفير مسار ضوئى بينهما لنقل الطاقة الكهربية ، حتى أن البعض يطلق على الخاصية بالعازل الضوئى (Photo- Isolator) وأهمية هذا الربط أنه يوفر عزلا بين دائرة تعمل بتيار خفيف (مللى أمبير ) وعادة ماتكون دائرة تحكم ودائرة تعمل بتيار عالى (الحمل) .

وحدة الربط الضوئى تتكون من دايود باعث ضوئى فى الدخل بنبعث منها ضوءا يتناسب فى شدته مع التيار المار به والمعبر عن الاشارة المراد نقلها لدائرة الخرج ، أما دائرة الخرج فهى عبارة عن ترانسستور ضوئى أو ثنائى ضوئى ش(5)  بسقوط الضوء الصادر من الدايود على قاعدته يمر به تيار يتناسب معه أى يتناسب مع اشارة الدخل .

يستخدم الرابط الضوئى على أوسع نطاق فى دوائر التحكم الرقمى            Controller- PLC)   (Programmable Logic

إذ أن خرج الوحدة (Outputs) بجهد منخفض 5v   فيتم نقل الاشارة الرقمية ضوئيا بدايود سبيكة من الجاليوم والخارصين يبعث أشعة تحت الحمراء يستقبلها ترانسستور  ضوئى (Photo-Transistor) يعمل فى وضع (On/Off) فى دائرة الحمل لنقل اشارة التحكم (On/Off)   . ش (7)

  • نقل الإشارة بتعديل الضوء

بتحميل إشارة التحكم على الاشعة تحت الحمراء المنبعثة من ثنائى باعث يمكن نقل اشارة التحكم للأجهزة من بعد كوحدات الريموت المصاحبة لأجهزة اللتليفزيون والمكيف وغيرها وفى دائرة الاستقبال بالجهاز يتم كشف اشارة التحكم والتعامل بناءا عليها

 

 

اترك رد