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发光二极管

发(fa)表时间(jian):2020-09-24 16:05

发(fa)光(guang)(guang)二(er)(er)极(ji)(ji)管简称(cheng)为LED。由(you)镓(jia)(Ga)与(yu)砷(AS)、磷(P)的(de)化合物制成(cheng)(cheng)的(de)二(er)(er)极(ji)(ji)管,当电子与(yu)空穴(xue)复合时能(neng)辐射出(chu)可见光(guang)(guang),因而(er)可以用(yong)来制成(cheng)(cheng)发(fa)光(guang)(guang)二(er)(er)极(ji)(ji)管,在(zai)电路及(ji)仪器(qi)中作为指示灯,或者组成(cheng)(cheng)文字(zi)或数(shu)字(zi)显示。磷砷化镓(jia)二(er)(er)极(ji)(ji)管发(fa)红光(guang)(guang),磷化镓(jia)二(er)(er)极(ji)(ji)管发(fa)绿光(guang)(guang),碳化硅(gui)二(er)(er)极(ji)(ji)管发(fa)黄(huang)光(guang)(guang)。

它(ta)是半(ban)导体二极(ji)(ji)管的(de)(de)(de)一(yi)种,可(ke)以把(ba)电(dian)能(neng)转(zhuan)化成光(guang)(guang)能(neng);常简写为LED。发(fa)(fa)光(guang)(guang)二极(ji)(ji)管与(yu)普(pu)通(tong)二极(ji)(ji)管一(yi)样(yang)是由(you)一(yi)个PN结组成,也(ye)具有单向导电(dian)性。当(dang)给发(fa)(fa)光(guang)(guang)二极(ji)(ji)管加上(shang)正(zheng)向电(dian)压后(hou),从P区(qu)(qu)注(zhu)入(ru)到N区(qu)(qu)的(de)(de)(de)空(kong)穴(xue)和(he)(he)由(you)N区(qu)(qu)注(zhu)入(ru)到P区(qu)(qu)的(de)(de)(de)电(dian)子(zi),在PN结附近数(shu)微米内分别与(yu)N区(qu)(qu)的(de)(de)(de)电(dian)子(zi)和(he)(he)P区(qu)(qu)的(de)(de)(de)空(kong)穴(xue)复(fu)合(he),产生自发(fa)(fa)辐射的(de)(de)(de)荧光(guang)(guang)。不(bu)同的(de)(de)(de)半(ban)导体材料中电(dian)子(zi)和(he)(he)空(kong)穴(xue)所处的(de)(de)(de)能(neng)量状态不(bu)同。当(dang)电(dian)子(zi)和(he)(he)空(kong)穴(xue)复(fu)合(he)时释放出(chu)的(de)(de)(de)能(neng)量多少不(bu)同,释放出(chu)的(de)(de)(de)能(neng)量越多,则(ze)发(fa)(fa)出(chu)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)波长越短。常用的(de)(de)(de)是发(fa)(fa)红(hong)光(guang)(guang)、绿光(guang)(guang)或(huo)黄光(guang)(guang)的(de)(de)(de)二极(ji)(ji)管。

发光二(er)极管的反向击穿电(dian)压约5伏。它的正(zheng)向伏安特(te)性曲(qu)线很陡,使(shi)用时必须串联限流电(dian)阻以控制通过管子的电(dian)流。限流电(dian)阻R可用下式计算(suan):

R=(E-UF)/IF

式中E为(wei)电(dian)源(yuan)(yuan)电(dian)压,UF为(wei)LED的(de)正向压降,IF为(wei)LED的(de)一般(ban)工作电(dian)流。发(fa)光(guang)二(er)极管的(de)两根引(yin)(yin)线(xian)中较长的(de)一根为(wei)正极,应按电(dian)源(yuan)(yuan)正极。有(you)的(de)发(fa)光(guang)二(er)极管的(de)两根引(yin)(yin)线(xian)一样长,但(dan)管壳(qiao)上(shang)有(you)一凸(tu)起的(de)小舌,靠近小舌的(de)引(yin)(yin)线(xian)是正极。

与小(xiao)白炽灯(deng)泡和(he)氖灯(deng)相比,发光(guang)(guang)二极(ji)管(guan)的(de)(de)(de)特点(dian)(dian)是:工作(zuo)电(dian)压很低(有(you)的(de)(de)(de)仅(jin)一点(dian)(dian)几伏);工作(zuo)电(dian)流很小(xiao)(有(you)的(de)(de)(de)仅(jin)零点(dian)(dian)几毫(hao)安即可发光(guang)(guang));抗冲击和(he)抗震(zhen)性能好(hao),可靠性高,寿命长(zhang);通过(guo)调制通过(guo)的(de)(de)(de)电(dian)流强弱(ruo)可以方便(bian)地调制发光(guang)(guang)的(de)(de)(de)强弱(ruo)。由于(yu)有(you)这些(xie)特点(dian)(dian),发光(guang)(guang)二极(ji)管(guan)在一些(xie)光(guang)(guang)电(dian)控(kong)制设(she)备中用作(zuo)光(guang)(guang)源,在许(xu)多电(dian)子设(she)备中用作(zuo)信号(hao)显(xian)示(shi)器(qi)。把它的(de)(de)(de)管(guan)心做成条(tiao)(tiao)状,用7条(tiao)(tiao)条(tiao)(tiao)状的(de)(de)(de)发光(guang)(guang)管(guan)组成7段式半导体(ti)数码管(guan),每个数码管(guan)可显(xian)示(shi)0~9十个数目字。     

发光二极管分类
发(fa)(fa)光(guang)(guang)二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)还可分为(wei)普通单色发(fa)(fa)光(guang)(guang)二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)、高(gao)亮度发(fa)(fa)光(guang)(guang)二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)、超(chao)高(gao)亮度发(fa)(fa)光(guang)(guang)二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)、变色发(fa)(fa)光(guang)(guang)二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)、闪烁发(fa)(fa)光(guang)(guang)二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)、电压控制型发(fa)(fa)光(guang)(guang)二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)、红外发(fa)(fa)光(guang)(guang)二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)和(he)负(fu)阻(zu)发(fa)(fa)光(guang)(guang)二(er)极(ji)管(guan)(guan)(guan)(guan)等。
    1.普通单色发(fa)光(guang)二极管 普通单色发(fa)光(guang)二极管具(ju)有体积小、工作(zuo)电(dian)压低、工作(zuo)电(dian)流(liu)(liu)小、发(fa)光(guang)均匀(yun)稳(wen)定、响应速度快、寿命长(zhang)等(deng)优点,可用各种直流(liu)(liu)、交流(liu)(liu)、脉冲等(deng)电(dian)源驱动点亮。它属(shu)于(yu)电(dian)流(liu)(liu)控制(zhi)型半导体器(qi)件,使用时需串接合适的限流(liu)(liu)电(dian)阻。

普通单色(se)(se)发(fa)光二(er)(er)(er)极管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)发(fa)光颜(yan)色(se)(se)与发(fa)光的(de)(de)波(bo)(bo)长(zhang)有关,而发(fa)光的(de)(de)波(bo)(bo)长(zhang)又取决于(yu)制造发(fa)光二(er)(er)(er)极管(guan)(guan)(guan)所用的(de)(de)半导体材料(liao)。红色(se)(se)发(fa)光二(er)(er)(er)极管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)波(bo)(bo)长(zhang)一(yi)般(ban)(ban)为(wei)650~700nm,琥(hu)珀色(se)(se)发(fa)光二(er)(er)(er)极管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)波(bo)(bo)长(zhang)一(yi)般(ban)(ban)为(wei)630~650 nm ,橙色(se)(se)发(fa)光二(er)(er)(er)极管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)波(bo)(bo)长(zhang)一(yi)般(ban)(ban)为(wei)610~630 nm左右(you),黄色(se)(se)发(fa)光二(er)(er)(er)极管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)波(bo)(bo)长(zhang)一(yi)般(ban)(ban)为(wei)585 nm左右(you),绿(lv)色(se)(se)发(fa)光二(er)(er)(er)极管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)波(bo)(bo)长(zhang)一(yi)般(ban)(ban)为(wei)555~570 nm。
常用的国产普通(tong)单色(se)发光二极管有BT(厂标型(xing)号)系(xi)列(lie)、FG(部标型(xing)号)系(xi)列(lie)和2EF系(xi)列(lie),见表4-26、表4-27和表4-28。


常(chang)用(yong)的进(jin)口普通单(dan)色发光二极管(guan)有(you)SLR系(xi)列(lie)和SLC系(xi)列(lie)等。
     2.高(gao)(gao)亮度单色(se)发(fa)光二(er)(er)极(ji)管(guan)和超高(gao)(gao)亮度单色(se)发(fa)光二(er)(er)极(ji)管(guan) 高(gao)(gao)亮度单色(se)发(fa)光二(er)(er)极(ji)管(guan)和超高(gao)(gao)亮度单色(se)发(fa)光二(er)(er)极(ji)管(guan)使用的半导(dao)体材(cai)料与普通单色(se)发(fa)光二(er)(er)极(ji)管(guan)不(bu)同,所以发(fa)光的强(qiang)度也不(bu)同。
通常,高亮度(du)单色(se)发(fa)(fa)(fa)光二(er)极管(guan)使用砷(shen)铝化(hua)镓(jia)(GaAlAs)等材料(liao),超高亮度(du)单色(se)发(fa)(fa)(fa)光二(er)极管(guan)使用磷铟砷(shen)化(hua)镓(jia)(GaAsInP)等材料(liao),而普(pu)通单色(se)发(fa)(fa)(fa)光二(er)极管(guan)使用磷化(hua)镓(jia)(GaP)或(huo)磷砷(shen)化(hua)镓(jia)(GaAsP)等材料(liao)。
常用(yong)的(de)高亮度(du)(du)红色发光(guang)二(er)极管的(de)主要参数见(jian)表4-29,常用(yong)的(de)超(chao)高亮度(du)(du)单色发光(guang)二(er)极管的(de)主要参数见(jian)表4-30。

     3.变(bian)(bian)色(se)(se)(se)发(fa)光(guang)(guang)二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan) 变(bian)(bian)色(se)(se)(se)发(fa)光(guang)(guang)二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)是能变(bian)(bian)换发(fa)光(guang)(guang)颜色(se)(se)(se)的发(fa)光(guang)(guang)二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)。变(bian)(bian)色(se)(se)(se)发(fa)光(guang)(guang)二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)发(fa)光(guang)(guang)颜色(se)(se)(se)种(zhong)类可(ke)分为(wei)双色(se)(se)(se)发(fa)光(guang)(guang)二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)、三色(se)(se)(se)发(fa)光(guang)(guang)二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)和多(duo)色(se)(se)(se)(有红、蓝、绿、白四种(zhong)颜色(se)(se)(se))发(fa)光(guang)(guang)二(er)(er)极(ji)(ji)(ji)管(guan)(guan)(guan)。
变色(se)发(fa)光二(er)(er)极(ji)管(guan)按引脚数量可分(fen)为二(er)(er)端(duan)变色(se)发(fa)光二(er)(er)极(ji)管(guan)、三端(duan)变色(se)发(fa)光二(er)(er)极(ji)管(guan)、四(si)端(duan)变色(se)发(fa)光二(er)(er)极(ji)管(guan)和六端(duan)变色(se)发(fa)光二(er)(er)极(ji)管(guan)。

常(chang)用的(de)双色(se)发光二极(ji)管有(you)2EF系列(lie)和TB系列(lie),常(chang)用的(de)三色(se)发光二极(ji)管有(you)2EF302、2EF312、2EF322等(deng)型(xing)号,见表4-31。

    4.闪(shan)烁发光(guang)二极管(guan) 闪(shan)烁发光(guang)二极管(guan)(BTS)是(shi)一种由CMOS集成(cheng)电路和发光(guang)二极管(guan)组成(cheng)的特殊发光(guang)器件,可用于报警(jing)指(zhi)示及(ji)欠压、超压指(zhi)示。
闪烁发(fa)(fa)光(guang)二极管在使用时,无须外接其它元件,只要在其引脚两端加上适当(dang)的直流(liu)工作电(dian)压(5V)即可(ke)闪烁发(fa)(fa)光(guang)。

    5.电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压控制型(xing)发光二(er)极(ji)管 普(pu)通(tong)发光二(er)极(ji)管属于(yu)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流控制型(xing)器件(jian),在使用时需串接(jie)适当(dang)阻(zu)(zu)值的限(xian)流电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)。电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压控制型(xing)发光二(er)极(ji)管(BTV)是将(jiang)发光二(er)极(ji)管和限(xian)流电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)集成制作为一体,使用时可(ke)直接(jie)并接(jie)在电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源两端。

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