发光二极管

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发光二极管(Light Emitting Diode,LED)

目录

什么是发光二极管

  发光二极管是指当在其整流方向施加电压(称为顺方向)时,有电流注入,电子与空穴复合,其一部分能量变换为光并发射的二极管。这种LED由半导体制成,属于固体元件,工作状态稳定、可靠性高,其连续通电时间(寿命)可达105h以上。[1]

发光二极管的参数[2]

  发光二极管的主要参数有最大工作电流IFM和最大反向电压URM

  1.最大工作电流

  最大工作电流URM是指发光二极管长期正常工作所允许通过的最大正向电流。使用中不能超过此值,否则将会烧毁发光二极管。

  2.最大反向电压

  最大反向电压URM是指发光二极管在不被击穿的前提下,所能承受的最大反向电压。发光二极管的最大反向电压URM一般在5V左右,使用中不应使发光二极管承受超过5V的反向电压,否则发光二极管将可能被击穿。

  3.其他参数

  发光二极管还有发光波长、发光强度等参数,一般使用时可不必考虑,只要选择自己喜欢的颜色和形状就可以了。

发光二极管的特点与作用[2]

  发光二极管的特点是会发光。发光二极管与普通二极管一样具有单向导电性,当有足够的正向电流通过PN结时,便会发出不同颜色的可见光或红外光。

  发光二极管的主要作用是指示和光发射,并可作为稳压管使用。

  1.指示

  (1)发光二极管的典型应用电路如图所示,R为限流电阻,I为通过发光二极管的正向电流。发光二极管的管压降一般比普通二极管大,为2V左右,电源电压必须大于管压降,发光二极管才能正常工作。

Image:发光二级管1.jpg

  (2)发光二极管用于交流电源指示的电路如图所示,VD_1为整流二极管,VD_2为发光二极管,R为限流电阻,T为电源变压器。

Image:发光二级管2.jpg

  2.光发射

  在红外遥控器、接近开关、光电耦合器等电路中,红外发光二极管担任光发射管,电路如图所示,VT为开关调制晶体管,VD为红外发光二极管。信号源通过VT驱动和调制VD,使VD向外发射调制红外光。

Image:发光二级管3.jpg

  3.稳压

  发光二极管可作为低电压稳压二极管使用。图所示简单并联稳压电路,利用发光二极管VD的管压降,可提供+2V的直流稳压输出。VD同时具有电源指示功能。

Image:发光二级管4.jpg

  4.发光

  二极管的扫描驱动需要点亮多个发光二极管时,可以采用扫描驱动的方式,以简化电路和节约电能。如图所示,电子开关将电源电压依次快速轮流接入4只发光二极管,只要轮流的速度足够快,看起来这4只发光二极管都一直在亮着。

Image:发光二级管5.jpg

发光二级管的分类[3]

  按发光颜色分,发光二极管分为红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等。另外有的发光二极管中包含两种或三种颜色的芯片。根据掺或不掺散射剂、有色还是无色,又可分为有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管常用来做指示灯。

  按发光管出光面特征分为圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等,其中圆形灯按直径分为Φ2mm、Φ4.4mm、Φ5mm、Φ8mm、Φ10mm及Φ20mm等,外形尺寸以Φ3mm、Φ5mml最为常见。国外通常把Φ3mm的发光二极管记作T-1,把Φ5mm的记作T-1(3/4),把Φ4.4mm的记作T-1(1/4)。

  按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED(发光强度<10mcd)、超高亮度的LED(发光强度>100mcd)、高亮度的LED(发光强度在10~100mcd间)。

  一般LED的工作电流在十几毫安至几十毫安,但低电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。

  除上述分类方法外.还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。

发光二极管的应用[4]

  ①电源通断指示发光二极管作为电源通断指示电路,如图所示,通常称为指示灯,在实际应用中给人提供很大的方便。发光二极管的供电电源既可以是直流的也可以是交流的,但必须注意的是.发光二极管是一种电流控制器件,应用中只要保证发光二极管的正向工作电流在所规定的范围之内,它就可以正常发光。具体的工作电流可查阅有关资料。

Image:发光二级管6.jpg

  ②数码管是电子技术中应用的主要显示器件,其就是用发光二极管经过一定的排列组成的,如图(a)所示。

  这是最常用的七段数码显示。要使它显示0~9的一系列数字只要点亮其内部相应的显示段即可。七段数码显示有共阳极[图(b)]和共阴极[图(c)]之分。数码管的驱动方式有直流驱动和脉冲驱动两种,应用中可任意选择。数码管应用十分广泛,可以说.凡是需要指示或读数的场合,都可采用数码管显示。

Image:发光二级管7.jpg

参考文献

  1. 李文峰,顾洁,赵亚辉.光电显示技术.清华大学出版社,2010.02
  2. 2.0 2.1 门宏.电工元器件.人民邮电出版社,2008.11
  3. 陈梓城,汪临伟,胡敏敏.实用电子电路设计与调试 模拟电路.中国电力出版社,2011.04
  4. 陈斗.电工与电子技术.化学工业出版社,2010.02
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