發(fā)光二極管LED基礎(chǔ)知識(shí)介紹
發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED。由鎵(Ga)與砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二極管,當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光,因而可以用來(lái)制成發(fā)光二極管,在電路及儀器|儀表中作為指示燈,或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二 ..
發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED。由鎵(Ga)與砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二極管,當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光,因而可以用來(lái)制成發(fā)光二極管,在電路及儀器|儀表中作為指示燈,或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光,磷化鎵二極管發(fā)綠光,碳化硅二極管發(fā)黃光。
它是半導(dǎo)體二極管的一種,可以把電能轉(zhuǎn)化成光能;常簡(jiǎn)寫(xiě)為L(zhǎng)ED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成,也具有單向?qū)щ娦。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后,從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子,在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合,產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同,釋放出的能量越多,則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。 發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡,使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過(guò)管子的電流。限流電阻R可用下式計(jì)算: R=(E-UF)/IF 式中E為電源|穩(wěn)壓器電壓,UF為L(zhǎng)ED的正向壓降,IF為L(zhǎng)ED的一般工作電流。發(fā)光二極管的兩根引線中較長(zhǎng)的一根為正極,應(yīng)按電源正極。有的發(fā)光二極管的兩根引線一樣長(zhǎng),但管殼上有一凸起的小舌,靠近小舌的引線是正極。 與小白熾燈泡和氖燈相比,發(fā)光二極管的特點(diǎn)是:工作電壓很低(有的僅一點(diǎn)幾伏);工作電流很。ㄓ械膬H零點(diǎn)幾毫安即可發(fā)光);抗沖擊和抗震性能好,可靠性高,壽命長(zhǎng);通過(guò)調(diào)制通過(guò)的電流強(qiáng)弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強(qiáng)弱。由于有這些特點(diǎn),發(fā)光二極管在一些光電控制設(shè)備中用作光源,在許多電子設(shè)備中用作信號(hào)顯示器。把它的管心做成條狀,用7條條狀的發(fā)光管組成7段式半導(dǎo)體數(shù)碼管,每個(gè)數(shù)碼管可顯示0~9十個(gè)數(shù)目字。 發(fā)光二極管分類 發(fā)光二極管還可分為普通單色發(fā)光二極管、高亮度發(fā)光二極管、超高亮度發(fā)光二極管、變色發(fā)光二極管、閃爍發(fā)光二極管、電壓控制型發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二極管和負(fù)阻發(fā)光二極管等。 1.普通單色發(fā)光二極管 普通單色發(fā)光二極管具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),可用各種直流、交流、脈沖等電源驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮。它屬于電流控制型半導(dǎo)體器件,使用時(shí)需串接合適的限流電阻。 普通單色發(fā)光二極管的發(fā)光顏色與發(fā)光的波長(zhǎng)有關(guān),而發(fā)光的波長(zhǎng)又取決于制造發(fā)光二極管所用的半導(dǎo)體材料。紅色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為650~700nm,琥珀色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為630~650 nm ,橙色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為610~630 nm左右,黃色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為585 nm左右,綠色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為555~570 nm。 常用的國(guó)產(chǎn)普通單色發(fā)光二極管有BT(廠標(biāo)型號(hào))系列、FG(部標(biāo)型號(hào))系列和2EF系列,見(jiàn)表4-26、表4-27和表4-28。 常用的進(jìn)口普通單色發(fā)光二極管有SLR系列和SLC系列等。 2.高亮度單色發(fā)光二極管和超高亮度單色發(fā)光二極管 高亮度單色發(fā)光二極管和超高亮度單色發(fā)光二極管使用的半導(dǎo)體材料與普通單色發(fā)光二極管不同,所以發(fā)光的強(qiáng)度也不同。 通常,高亮度單色發(fā)光二極管使用砷鋁化鎵(GaAlAs)等材料,超高亮度單色發(fā)光二極管使用磷銦砷化鎵(GaAsInP)等材料,而普通單色發(fā)光二極管使用磷化鎵(GaP)或磷砷化鎵(GaAsP)等材料。 常用的高亮度紅色發(fā)光二極管的主要參數(shù)見(jiàn)表4-29,常用的超高亮度單色發(fā)光二極管的主要參數(shù)見(jiàn)表4-30。 3.變色發(fā)光二極管 變色發(fā)光二極管是能變換發(fā)光顏色的發(fā)光二極管。變色發(fā)光二極管發(fā)光顏色種類可分為雙色發(fā)光二極管、三色發(fā)光二極管和多色(有紅、藍(lán)、綠、白四種顏色)發(fā)光二極管。 變色發(fā)光二極管按引腳數(shù)量可分為二端變色發(fā)光二極管、三端變色發(fā)光二極管、四端變色發(fā)光二極管和六端變色發(fā)光二極管。 常用的雙色發(fā)光二極管有2EF系列和TB系列,常用的三色發(fā)光二極管有2EF302、2EF312、2EF322等型號(hào),見(jiàn)表4-31。 4.閃爍發(fā)光二極管閃爍發(fā)光二極管(BTS)是一種由CMOS集成電路和發(fā)光二極管組成的特殊發(fā)光器件,可用于報(bào)警指示及欠壓、超壓指示。其外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及內(nèi)電路框圖見(jiàn)圖4-26 和圖4-27。 閃爍發(fā)光二極管在使用時(shí),無(wú)須外接其它元件,只要在其引腳兩端加上適當(dāng)?shù)闹绷鞴ぷ麟妷海?V)即可閃爍發(fā)光。 5.電壓控制型發(fā)光二極管 普通發(fā)光二極管屬于電流控制型器件,在使用時(shí)需串接適當(dāng)阻值的限流電阻。電壓控制型發(fā)光二極管(BTV)是將發(fā)光二極管和限流電阻集成制作為一體,使用時(shí)可直接并接在電源兩端。 |
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