Цифровая техника

Вариант 10

 

1. Начертить схему  включения пентода и указать  назначение всех электродов. По  данным таблицы построить семейство  анодных характеристик лампы  6Ж32П. Для точки Ua = 200 В и Ug1 = - 1 В рассчитать главные параметры. Расшифровать марку лампы 6Ж32П.

 

Таблица 1.1

Ua, В	0	40	80	120	160	200	240	280	Ug2 = 140 B Ug3 = 0 В
Ia, мА	0	5,3	5,7	5,8	5,9	5,95	6,0	6,0	Ug1 = - 0,5 B
Ia, мА	0	4,2	4,5	4,55	4,6	4,65	4,7	4,7	Ug1 = - 1 B
Ia, мА	0	3,3	3,6	3,65	3,7	3,75	3,8	3,8	Ug1 = - 1,5 B

 

Решение.

 

Пентод - электровакуумный прибор, представляющий собой пять электродов - анод, катод и три сетки (управляющая, экранирующая и антидинатронная), заключенных в газонепроницаемую оболочку (рисунок 1.1 а)

Катод служит для эмиссии (испускания) электронов.

Анод принимает электроны, испускаемые анодом. Анод притягивает электроны, если они имеет положительный относительно катода потенциал. Между анодом и катодом образуется электрическое поле, которое при положительном потенциале анода является ускоряющим для электронов. Электроны, вылетающие из катода, под действием поля движутся к аноду.

Первая сетка –  управляющая – расположена между  анодом и катодом. Управляющая сетка  служит для электростатического управления анодным током. Если изменять потенциал сетки, то изменяется электрическое поле и вследствие этого изменяется катодный ток лампы. Для величин, относящихся к экранирующей сетке, принят индекс g1.

Вторая сетка называется экранирующей или экранной и расположенна между управляющей сеткой и анодом. Назначение экранирующей сетки — повышение коэффициента усиления μ и внутреннего сопротивления R_i а также уменьшение проходной емкости С_а-g. Для величин, относящихся к экранирующей сетке, принят индекс g2.

 

Третья сетка — антидинатронная, или защитная — расположена между анодом и экранирующей сеткой и служит для устранения динатронного эффекта: с помощью этой сетки возле анода создается потенциальный барьер, препятствующий вторичной эмиссии электронов с анода. Защитную сетку обычно   соединяют с катодом   и поэтому на  ней имеется  отрицательный   электрический заряд. Этот заряд отталкивает назад вторичные электроны,   выбитые из поверхности анода, и они не  долетают до   экранирующей   сетки, как в тетроде. Защитная сетка улучшает характеристики лампы, в частности коэффициент усиления пентодов значительно больше, чем у тетродов,  и достигает  нескольких тысяч. Для величин, относящихся к защитной сетке, принят индекс g3.

Схема включения пентода  приведена на рисунке 1.1 в.

Рисунок 1.1 – Пентод:

а – устройство; б –  условное обозначение;

в – схема включения: 1 – управляющая сетка, 2 – экранирующая сетка,

3 – защитная сетка, 4 – катод, 5 - анод

 

Лампе каждого типа присвоено  название, состоящее из цифр и букв, расположенных в определенном порядке.

Первая цифра, входящая в наименование лампы, указывает округленное напряжение, на которое рассчитана ее нить накала (напряжение 6,3 В округляют до 6).

Второй знак - буква - характеризует назначение лампы. Буквой Д обозначают, например, диоды. Если диод предназначен для выпрямления переменного тока, в обозначении этой лампы стоит буква Ц. Буквой С обозначают триоды, буквами К и Ж - маломощные пентоды, буквой П - мощные пентоды и лучевые тетроды, буквой Е - электронно-лучевые индикаторы настройки. Частотно-преобразовательные лампы обозначают буквой А и И, двойные диоды - буквой X. Триод, объединенный в одном баллоне с одним или двумя диодами, обозначают буквой Г, пентод с одним или двумя диодами - буквой Б, двойные триоды - буквой Н, триод - пентоды - буквой Ф.

Третий знак в наименовании лампы указывает порядковый номер данного типа лампы.

Четвертый знак характеризует баллон лампы. Лампы со стеклянными баллонами относительно больших размеров обозначают буквой С, пальчиковые лампы - буквой П, а сверхминиатюрные - буквой Б или А. Отсутствие в наименовании ламп четвертого знака указывает на то, что эта лампа имеет металлический баллон.

Лампа 6Ж32П – маломощный пентод с нитью накала на 6,3 В, тритцать вторая модель пальчикового типа.

Для практических расчетов пользуются характеристиками токов  анода, экранирующей сетки и катода при постоянных напряжениях всех сеток (рис. 1.2, а). Катодный ток мало изменяется при изменении анодного напряжения, а характеристики токов анода и экранирующей сетки имеют две области. В области I (режим возврата) резко возрастает анодный ток и резко спадает ток экранирующей сетки при небольших изменениях анодного напряжения. Это объясняется тем, что при малом анодном напряжении около защитной сетки создается второй потенциальный барьер. При и_а = 0 почти все электроны не могут преодолеть этот барьер и возвращаются на экранирующую сетку. Ее ток максимален, а на анод попадают лишь электроны со значительными начальными скоростями. Они образуют начальный анодный ток I₀.

Анод сильно действует  на второй потенциальный барьер, и  даже незначительное увеличение анодного напряжения приводит к росту анодного тока и уменьшению тока экранирующей сетки. По мере увеличения анодного напряжения второй потенциальный барьер понижается и, когда все электроны, пролетевшие сквозь экранирующую сетку, его преодолевают, наступает режим перехвата.

При дальнейшем повышении  анодного напряжения рост анодного тока происходит главным образом за счет токораспределения. Анод действует на потенциальный барьер около катода через три сетки, и его влияние ослаблено во много раз. Значительные изменения анодного напряжения вызывают очень малые изменения токов (область II). Кривые становятся пологими. Эти участки характеристик обычно используются как рабочие. Высокие значения коэффициента усиления и внутреннего сопротивления получаются именно при работе в области II. Не следует эту область считать режимом насыщения.

 

Рисунок 1.2 - Характеристики пентода для токов анода, экранирующей сетки и катода (а) и семейство анодных характеристик (б) 

 

Семейство анодных характеристик  пентода при и_g2 = const и и_g3 = const дано на рис. 1.2, б. Чем больше отрицательное напряжение управляющей сетки, тем меньше анодный ток и тем ниже проходят характеристики. При этом они идут более полого и ближе друг к другу. Если увеличить напряжение экранирующей сетки, то характеристики расположатся выше и граница между областями I и II (рис. 1.2, а) сдвинется вправо.

Семейство анодных характеристик  пентода 6Ж32П по данным таблицы 1.1 при и_g2 = 140 В и и_g3 = 0 В дано на рис. 1.3.

Рисунок 1.3 - Семейство анодных характеристик пентода 6Ж32П 

 

Параметры пентодов определяются аналогично параметрам триода.

1) Крутизна характеристики:

 при u_a = const, и_g2 = const, и_g3 = const. (1.1)

Управляющая сетка в  пентодах расположена так, же, как  и в триодах. Поэтому крутизна у пентодов примерно такая же, как у триодов, т. е. составляет единицы или десятки миллиампер на вольт.

2) Внутреннее сопротивление:

 при u_g1 = const, и_g2 = const, и_g3 = const. (1.2)

Вследствие того что  действие анодного напряжения в пентоде  ослаблено во много раз, сопротивление R_i составляет от сотен килоом до единиц мегаом и сильно зависит от токораспределения.

 

3) Коэффициент усиления:

 .     (1.3)

Коэффициент усиления достигает сотен и тысяч.

На рис. 1.3 показано определение параметров пентода из характеристик для заданной точки Т. Крутизна определяется по точкам А и Б; внутреннее сопротивление — по точкам В и Г, причем неточно, так как приращение тока получается малым. Зная S и R_i находим μ по формуле.

.

А/В

Ом = 0,8 МОм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Начертить структурное устройство МДП-транзистора с индуцированным каналом n-типа. Пояснить принцип действия. Начертить схему включения этого транзистора с общим истоком. Привести семейство выходных характеристик. Показать, как по ним рассчитывается крутизна характеристики полевого транзистора.

 

МДП-транзисторами называют полевые транзисторы с изолированным затвором. В транзисторах этого вида затвор представляет собой металлический слой, электрически изолированный от полупроводниковой области проводящего канала тонким слоем диэлектрика. Структура такого полевого транзистора металл —  
диэлектрик — полупроводник обусловила его название — МДП-транзистор. МДП-транзисторы изготовляют на основе кремния. Чаще всего в качестве диэлектрика используется тонкая пленка окисла кремния SiO2. Получается структура металл — окисел — полупроводник, называемая МОП-транзистором.

В зависимости от технологии изготовления различают две разновидности МДП-транзисторов: со встроенным каналом, созданным в процессе изготовления, и с индуцированным каналом, который наводится электрическим полем под действием напряжения на затворе. Канал может быть р-типа и n-типа.

Типовые структуры полевых транзисторов и схема включения представлены на рис. 2/1. Для сравнения на рис. 2.1,а дана структура с управляющим р-n переходом.

Рисунок 2.1 – Структуры  полевых транзисторов с каналом n-типа:

а – с управляющим p-n-переходом;

б – с изолированным  затвором и встроенным каналом;

в – с изолированным  затвором и индуцированным каналом;

г – схема  включения МДП-транзистора.

. Структура МДП-транзистора с индуцированным каналом показана на рис. 2.1,в. В отличие от транзистора со встроенным каналом здесь первоначально на подложке р-типа создаются только области n-типа истока и стока, а канал не создается. Поэтому при отсутствии управляющего напряжения на затворе (Uзи = 0) транзистор остается закрытым независимо от величины и полярности напряжения сток — исток. Это объясняется тем, что при любой полярности оба р-n перехода (исток — подложка и сток — подложка) находятся под обратным напряжением, а канал отсутствует.

При подаче на затвор положительного напряжения относительно истока      Uзи > 0 электрическое поле затвора отталкивает дырки подложки от приповерхностного слоя под затвором в глубину полупроводника, а электроны притягивает в этот слой к границе с диэлектриком. Это приводит к изменению типа электропроводности тонкого слоя у границы на противоположный (инверсия), т. е. образуется — индуцируется — проводящий канал n-типа. С повышением положительного напряжения на затворе концентрация электронов в индуцированном канале возрастает, растет проводимость канала, а следовательно, и ток стока через него. При снижении положительного напряжения Uзи происходят обратные процессы: концентрация электронов в канале падает, и ток уменьшается. Напряжение на затворе, при котором ток становится равным нулю при данном значении Uси называется пороговым напряжением Uзи пор. При отрицательном напряжении на затворе канал n-типа не индуцируется; транзистор данного типа остается закрытым. Таким образом, МДП-транзисторы с индуцированным каналом работают только в режиме обогащения.

Семейство стоковых (выходных) характеристик МДП-транзистора с индуцированным каналом n-типа приведено на рис. 2.2, а. По виду характеристики такие же, как для полевых транзисторов с р-п переходом и МДП-транзисторов со встроенным каналом, но их расположение с изменением постоянного значения Uзи иное: при Uзи = 0 ток Iс = 0, поэтому характеристика сливается с осью абсцисс, как и при увеличении постоянного положительного значения Uзи от 0 до Uзи = Uзи пор. С увеличением значения Uзи при котором снимается характеристика, начиная с Uзи > Uзи пор стоковые характеристики идут выше.

Стоко-затворная  характеристика (рис. 2.2, б) выходит из точки на оси напряжений, соответствующей пороговому значению напряжения затвор — исток Uзи пор, идет сначала полого, а затем практически линейно круто вверх.

 

Рисунок 2.2 – Семейство стоковых характеристик (а) и стоко-затворных характеристик (б) МДП-транзисора с индуцированным каналом n-типа.

 

 

Преимуществом МДП-транзисторов перед полевыми транзисторами с  управляющим р-n переходом являются гораздо большее входное сопротивление, достигающее Ом, существенно меньшие междуэлектродные емкости, а также возможность получения большей крутизны (до десятков миллиампер на вольт) за счет уменьшения толщины диэлектрического слоя и других конструктивных мер.

Основные параметры полевого транзистора следующие: крутизна стоко-затворной характеристики, коэффициент усиления, внутреннее сопротивление, входное сопротивление, ток и напряжение насыщения при нулевом напряжении на затворе, напряжение отсечки, а также параметры предельных режимов: максимально допустимый ток стока Iс макс при Uзи = 0, максимально допустимое напряжение сток — исток Uси макс, максимально допустимое напряжение затвор — исток Uзи макс, максимально допустимая рассеиваемая мощность Рмакс, диапазон рабочей температуры.

Статическая крутизна характеристики S показывает влияние напряжения затвора на выходной ток транзистора и определяется как отношение приращения тока стока к вызвавшему его малому приращению напряжения затвор — исток при постоянном напряжении сток — исток:

Крутизна определяет наклон стоко-затворной характеристики; по величине крутизны оценивают управляющее  действие затвора. Численное значение крутизны можно найти по стоко-затворной  характеристике, взяв для данной точки малое приращение напряжения Δ Uзи и соответствующее ему приращение тока Δ Ic (см. рис. 2.3). Наибольшее значение имеет крутизна характеристики в точке на оси тока при Uзи = 0. С увеличением Uзи крутизна уменьшается. Примерная величина этого параметра S = 0.1 – 8 мА/В.

Рисунок 2.3 – Определение крутизны МДП-транзистора

по семейству выходных характеристик

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Начертить схему  параллельного одностороннего диодного  ограничителя амплитуды снизу.  Как влияет величина полярности  напряжения смещения на уровень  ограничения? Привести временные диаграммы.

 

 

Амплитудные ограничители можно выполнить на диодах, транзисторах и многоэлектродных ЭУЛ. Наибольшее распространение получили диодные ограничители.

Диодные ограничители бывают последовательные и параллельные. В параллельном диодном ограничителе диод включается параллельно нагрузке.

Ограничение «снизу» (рисунок 3.1) или «сверху» (рисунок 3.2) определяется способом подключения выводов диода.

Рисунок 3.1 –  Схема параллельного диодного ограничителя «сверху» (а) и графики входного и выходного напряжений (б)

Рисунок 3.2 –  Схема параллельного диодного ограничителя «снизу» (а) и графики входного и  выходного напряжений (б)

 

В схеме на рис. 3.2, а в исходном состоянии диод VD открыт. Когда на вход подается сигнал положительной полярности, он вследствие падения напряжения на резисторе Roгр не поступает на выход до тех пор, пока не достигнет значения U1, после чего диод закрывается и сигнал поступает на выход ограничителя. Таким образом, рассматриваемый ограничитель пропускает только сигналы, которые больше напряжения U1.

В зависимости от полярности смещения и включения диода можно  срезать и положительные, и отрицательные  импульсы

4. Чем вызвана необходимость  миниатюризации и микроминиатюризации  электронных изделий? Что представляют собой модули и микромодули? Расшифруйте марку микросхем К157УД1; К142ЕН5.

 

Электронная аппаратура содержит большое количество функциональных блоков и узлов, построенных на элементах — электрорадиодеталях. Элементы — это полупроводниковые приборы, электронные лампы, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы и пр. С развитием радиоэлектроники эти элементы совершенствовались: снижались их габариты и масса, увеличивались долговечность и надежность, повышались мощность и эффективность. На первом этапе развития элементную базу радиоэлектронной аппаратуры составляли электровакуумные приборы; затем их постепенно вытеснили полупроводниковые приборы, имеющие несомненные преимущества благодаря меньшим габаритам, отсутствию накала, большей долговечности и надежности. На втором этапе развития элементной базы — с появлением транзисторов и печатного монтажа - размеры электронной аппаратуры уменьшились, а плотность монтажа возросла. Однако возрастающая сложность электронных систем (в частности, электронно-вычислительных машин и компьютерной техники) требовала дальнейшего увеличения количества элементов, а следовательно, их миниатюризации.

Так появились модули — элементарные узлы электронной  аппаратуры, выполняющие определенные функции. На типовых модулях, выпускаемых промышленностью, можно построить блоки различных устройств, что сокращает время их разработки и производства, снижает стоимость аппаратуры и повышает ее надежность.

Модуль представляет собой конструктивно законченную  функциональную часть схемы, а серия модулей различного назначения должна иметь единое конструктивное исполнение, чтобы из них легко собиралось все устройство.

Дальнейшее уменьшение размеров и веса электронной аппаратуры привело к микроминиатюризации ее элементов. Это потребовало разработки и применения новой технологии изготовления микроэлементов схем, новых конструкций, объединяющих эти микроэлементы в микромодули, а также новых методов конструирования электронных устройств на микромодулях.

Микромодуль — это миниатюрный модуль, представляющий собой законченный функциональный и конструктивный блок радиоэлектронной аппаратуры (усилитель, генератор и т. д.) или набор элементов. Он появился на первом этапе микроминиатюризации электронных устройств. Микромодуль собирается из микроэлементов, которые представляют собой микроминиатюрные радиодетали, укрепленные каждая на микроплате определенной формы. Наиболее удобная конструкция микромодуля — этажерочная (рис. 4.1). В ней набор микроплат с микроэлементами располагается в виде этажерки, в которой эти микроплаты соединяются между собой жесткими проводниками, проходящими через пазы по боковым сторонам плат.

 

а — микроплата; б — принцип сборки; в — микроэлементы; г — готовый модуль;

R — резистор; С — конденсатор; L — катушка индуктивности;

Д — диод, Т —транзистор

 

Рисунок 4.1 - Конструкция этажерочного модуля:

Микроплата служит для  размещения на ней как специальных  навесных микроэлементов, так и печатных элементов и соединительных проводников. Соединительные проводники впаивают в металлизированные пазы платы, служащие контактами при сборке этажерочного модуля. Размеры микроплаты: сторона квадрата — 9,6 мм, толщина — 0,5—1,4 мм. Платы изготовляют из специального изоляционного материала, обладающего большой механической прочностью при малой толщине, для правильного расположения микроэлементов на плате и микроплат при сборке микромодуля в соответствии с требуемой электрической схемой на плате в углу имеется вырез, являющийся ключом. Пазы нумеруются, начиная от ключа, по часовой стрелке.

Готовые микроэлементы представляют собой микроплаты с размещенными на них и электрически с ними соединенными радиодеталями в микромодульном исполнении.

После сборки этажерки ее заливают компаундом и помещают в алюминиевый экран, а торец, в котором располагаются выводы, заливают застывающим эпоксидным компаундом. Это создает механическую прочность, герметизацию от воздействий влаги и защиту от внешних электростатических полей.

Плотность компоновки элементов  в микромодулях составляет 10—20 в 1 см3, в то время как в модулях она не превышает 3 — 5 элементов в 1 см3. Еще большую плотность компоновки и одновременно более высокую надежность имеют полиэлементные модули, у которых на каждой плате размещены не один, а несколько элементов.

Этажерочные микромодули удовлетворяли требованиям, предъявляемым к ним на первом этапе микроминиатюризации аппаратуры. Они имели стандартную конструкцию, универсальные микроэлементы, позволяли монтировать аппаратуру из микромодулей на печатных платах, создавали возможность автоматизации их производства.

Однако основной их недостаток — сборка из дискретных радиодеталей — привел к тому, что с усложнением  и дальнейшим развитием электронных  устройств значительно возросло количество необходимых отдельных  компонентов и соединений между ними, а плотность компоновки оставалась сравнительно низкой, это в свою очередь делало аппаратуру очень громоздкой, дорогой и недостаточно надежной.

Дальнейшая микроминиатюризация дискретных элементов, даже в микромодульном исполнении, не может решить проблем, связанных с изготовлением огромного количества очень малых деталей, необходимостью их испытания, упаковки, транспортировки, вторичного испытания и соединения в схеме устройства. Надежность аппаратуры при этом снижается, а необходимость резервирования узлов делает ее еще более громоздкой и повышает стоимость.

Решение этих проблем  привело к новому перспективному этапу развития элементной базы электроники  — к микроэлектронике.

 

Система буквенно-цифровых обозначений ИМС состоит из четырех элементов, установленных ГОСТ 19480—74.

Первый элемент — цифра, обозначающая конструктивно-технологическую группу: полупроводниковые, гибридные и прочие. Полупроводниковым ИМС присвоены цифры 1 и 5 для корпусных ИМС, 7 — для бескорпусных; гибридным ИМС присвоены цифры 2, 4, 6, 8; прочим ИМС — цифра 3. К прочим относят пленочные ИМС, вакуумные и керамические. Пленочные ИМС выпускаются в ограниченном количестве.

Второй элемент — две-три цифры, указывающие на порядковый номер разработки данной серии. Первые два элемента вместе составляют число, указывающее на полный номер данной серии ИМС. Микросхемы широкого применения имеют перед номером серии букву К. Отсутствие буквы К означает изделие специального применения, по заказу потребителя.

Третий элемент — две буквы, первая из которых соответствует подгруппе по функциональному назначению, а вторая — виду в данной подгруппе. Например, первая буква Г — генераторы, Д — детекторы, К — коммутаторы и ключи,                  Л — логические элементы, Х — многофункциональные микросхемы,                          М —модуляторы, Н — наборы элементов, П — преобразователи, Е — вторичные источники питания, Т — триггеры, У — усилители, Ф — фильтры и т. д.  
Примеры буквенного обозначения вида (вторая буква): для усилителей высокой частоты — буква В, низкой частоты — Н, промежуточной частоты — Р, импульсных сигналов — И. постоянного тока — Т, операционных и дифференциальных — д. прочих — П; для вторичных источников питания: выпрямители — В, стабилизаторы напряжения Н, стабилизаторы тока — Т. прочие — П;  
для набора элементов: диодов — д, транзисторов — Т, резисторов — Р, конденсаторов — Е, комбинированных — К, прочих — П; для логических элементов: И — элемент И, Н — элемент НЕ. Л — элемент ИЛИ, С — элемент И — ИЛИ, А — элемент И — НЕ, Е — элемент ИЛИ — НЕ, Р — элемент И — ИЛИ НЕ и т. д.

Четвертый элемент — одна или несколько цифр, указывающих порядковый номер разработки ИМС в данной серии.

После четвертого элемента может стоять буква, отличающая данный тип в серии от другого по разбросу параметров, конкретные значения которых приводятся в справочниках.

К157УД1 – усилитель  операционный широкого применения, серия  К157, полупроводниковая ИМС, порядковый номер разработки серии 57, порядковый номер разработки усилителя операционного в данной серии 1.

К142ЕН5 – вторичный  источник питания стабилизатор напряжения широкого применения, серия К142, полупроводниковая  ИМС, порядковый номер разработки серии 42, порядковый номер разработки вторичный источник питания стабилизатор напряжения в данной серии 5.

 

5. Начертить структурную  схему и объяснить принцип  действия светоизлучающего диода.  Привести его характеристики  и указать область применения.

 

Светоизлучающий диод (светодиод) — это полупроводниковый прибор с одним р-п переходом, в котором осуществляется непосредственное преобразование электрической энергии в энергию светового излучения.

Светодиоды предназначены  для использования в устройствах  визуального представления информации, а также в качестве светоизлучающего элемента в оптоэлектронных устройствах.

Принцип действия светодиода основан на излучении света р-п переходом некоторых полупроводников, вызываемом рекомбинацией электронов и дырок при прохождении прямого тока.

Светодиод имеет двухслойную  структуру (рис. 5.1, а). Процессы, происходящие в р-п переходе при отсутствии внешнего напряжения и при прямом напряжении, такие же, как в обычном полупроводниковом диоде, но главную роль в светодиоде играют процессы рекомбинации. В собственных и примесных полупроводниках наряду с генерацией электронно-дырочных пар (за счет поглощения дополнительной энергии) происходят обратные процессы — рекомбинации электронов и дырок с выделением квантов энергии.

В большинстве полупроводников, в том числе в германии и  в кремнии, выделяемая при рекомбинации энергия в основном превращается в тепловую, а излучаемая энергия мала; излучение из-за малой ширины запрещенной зоны находится в невидимой части спектра. В этом случае рекомбинация носит название безызлучательной.

Рисунок 5.1 – Структура  светодиода (а) и энергетическая диаграмма, поясняющая его принцип действия (б)

 

В некоторых полупроводниках, имеющих большую ширину запрещенной  зоны ΔWз, например арсениде галлия (1,5 эВ), фосфиде галлия (2,2 эВ), карбиде кремния (2,5 — З эВ) и других, рекомбинация сопровождается выделением квантов света (фотонов), т. е. является излучательной.

При отсутствии внешнего напряжения на светодиоде интенсивность  рекомбинаций настолько незначительна, что излучение р-п перехода не наблюдается. Обычно светодиоды изготовляют с несимметричным р-п переходом: концентрация дырок в р-области значительно превышает концентрацию электронов в n-области.

При включении источника  прямого напряжения через р-n переход проходит большой ток за счет инжекции дырок из р-области в n-область. В результате n-область вблизи р-n перехода насыщается дырками, происходит интенсивная их рекомбинация с электронами, сопровождающаяся в рассматриваемых полупроводниках излучением света. Интенсивность излучения пропорциональна количеству носителей заряда, инжектированных через р-n переход. Поэтому светодиоды называют инжекционными. Lля увеличения яркости свечения необходимо увеличивать прямой ток через светодиод. Чтобы обеспечить достаточную яркость излучения, требуется создать плотность тока порядка 30 А/см, а поскольку площадь р-n перехода очень мала, то прямой ток составляет обычно     5 - 100 мА.