DISPOSITIVI OPTOELETTRONICI

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DISPOSITIVI OPTOELETTRONICI Mauro Mosca - Università di Palermo – A.A. 2018-19

LED (Light-Emitting Diodes) p n EC EC - EV = hf = hc/l EF EF EV cessione di energia!!! p n V0

Spettro elettromagnetico

Il LED come elemento circuitale - GaAs (EG = 1,44 eV  l = 860 nm) - GaP (EG = 2,26 eV  l = 549 nm) - GaN (EG = 3,40 eV  l = 365 nm) (V) (mA) (mW) - GaAsP, GaAlAs, AlGaInP

Protezione del LED + Vd id 𝑉 𝑏 = 𝑉 𝑑 + 𝑅 𝑠 𝑖 𝑑 𝑅 𝑠 = 𝑉 𝑏 − 𝑉 𝑑 𝑖 𝑑

Display a LED g)

Premi Nobel 2014 per i LED blu ad alta efficienza Isamu Akasaki Hiroshi Amano Shuji Nakamura

Multichip LED: sintesi additiva Due approcci Phosphor-conversion LED

Phosphor-conversion LED Cosa sono i fosfori? Phosphors consist of an inorganic host material doped with an optically active element e.g. garnet: A3B5O12 rare-earth elements e.g.yttrium-aluminum garnet (YAG): Y3Al5O12 Ce (yellow) Eu (red)

Phosphor-conversion LED depends on phosphors layer thickness and concentration cup-shaded depression

Flusso luminoso: lumen (lm) Il lumen è l’unità di misura del flusso luminoso Flum 𝜙 𝑙𝑢𝑚 =683 𝜆 𝑉 𝜆 𝑃 𝜆 d𝜆

80% !! Lampade a LED 1200/5 = 240 LED ITOT = 80×20 = 1600 mA = 1,6 A 100 W, 1200 lm 20 mA (~70 mW), 5 lm (c) R 1200/5 = 240 LED 80 serie di tre LED in parallelo 80% !! ITOT = 80×20 = 1600 mA = 1,6 A Pel = 12 V × 1600 mA = 19.2 W

Fotodiodi E p n EC EF EF EV p i n V0 mA corrente al buio (nA) raffreddamento

Fotocorrente e responsivity ? ? Matrici di fotodiodi CCD

(ms contro i ns dei fotodiodi) Fototransistor VCB < 0 Maggiore sensibilità (mA) ma… IB Minore velocità (ms contro i ns dei fotodiodi) IE = b IB

Fotoresistors (LDR) Large surface Close electrodes

Optoisolatori A cosa serve questo circuito? ? CTR 20 – 50 % E A cosa serve questo circuito? ? O E A isolare ingresso e uscita diodo-diodo più rapido (ma CTR ≈ 1%)