發光二極管
來源：作者：日期：2017-11-17 14:11:48點擊：6809次
發光二極管
發光二極管與通俗二極管一樣是由一個PN結構成，也具有單領導電性。當給發光二極管加上正向電壓后，從P區注進到N區的空***和由N區注進到P區的電子，在PN結四周數微米內別離與N區的電子和P區的空***復合，產生自發輻射的熒光。不同的半導體材估中電子和空***所處的能量狀況不同。當電子和空***復合時開釋出的能量多少不同，開釋出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極管。
| 中文名 | 外文名 | 簡稱 | LED |
| 發光二極管 | Light Emitting Diode | 用途 | 照明、廣告燈、屏幕 |
中文名 外文名 簡稱 LED
發光二極管 Light Emitting Diode 用途 照明、廣告燈、屏幕
目錄
1、發光二極管簡介
2、發光二極管類型
3、發光二極管主要參數
4、發光二極管的工作原理
5、發光二極管的選型
6、發光二極管的優點
發光二極管簡介
發光二極管簡稱LED(英文light emitting diode的縮寫)是二極管的一種，當加以正向電壓超過某一值后，二極管會發出某種顏色的光，具體發光的顏色與發光二極管的制造材料有關。早期的發光二極管的亮度只能用作為指示器或數字表的顯示，如今可以制作成各種燈，如路燈、交通燈、霓虹燈等，還可以拼接成LED大屏幕。
發光二極管具有普通二極管的普遍特性比如單向導電性，其伏安特性曲線與普通二極管一樣：在施加正向電壓小于某一值(叫閾值)時，電流極小，這時不導通也不發光;而當施加反向電壓時不導通，處于截止狀態，當反向電壓超過一定值，二極管將被擊穿而損毀。
當發光二極管兩端所所施加的正向電壓超過某一值后，電流迅速增加，并且發出光來，正向工作電壓一般在1.4～3 V。正常發光時發光二極管的正向電流在十幾毫安到幾十毫安之間，但是在LED中有一種特殊型號工作電流通常在2 mA以下，但是其發光的亮度與普通燈管是一樣的。
發光二極管類型
發光二極管按照裝配方式分為貼片和插件兩種。
按照發光類型還可分為通俗單色發光二極管、高亮度發光二極管、變色發光二極管、閃爍發光二極管、電壓控制型發光二極管、紅外發光二極管等。
2.1通俗單色發光二極管
通俗單色發光二極管具有體積孝工作電壓低、工作電流孝發光均勻不變、響應速度快、壽命長等優點，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅動點亮。它屬于電流控制型半導體器件，應用時需串接合適的限流電阻。
通俗單色發光二極管的發光色彩與發光的波長有關，而發光的波長又取決于制造發光二極管所用的半導體材料。紅色發光二極管的波長一般為650~700nm，琥珀色發光二極管的波長一般為630~650nm，橙色發光二極管的波長一般為610~630nm擺布，黃色發光二極管的波長一般為585nm擺布，綠色發光二極管的波長一般為555~570nm。
常用的國產通俗單色發光二極管有BT(廠標型號)系列、FG(部標型號)系列和2EF系列。常用的進口通俗單色發光二極管有SLR系列和SLC系列等。
2.2高亮度發光二極管
高亮度單色發光二極管和超高亮度單色發光二極管應用的半導體材料與通俗單色發光二極管不同，所以發光的強度也不同。平日，高亮度單色發光二極管應用砷鋁化鎵(GaAlAs)等材料，超高亮度單色發光二極管應用磷銦砷化鎵(GaAsInP)等材料，而通俗單色發光二極管應用磷化鎵(GaP)或磷砷化鎵(GaAsP)等材料。
2.3變色發光二極管
變色發光二極管是能變換發光色彩的發光二極管。變色發光二極管發光色彩種類可分為雙色發光二極管、三色發光二極管和多色(有紅、藍、綠、白四種色彩)發光二極管。
變色發光二極管按引腳數量可分為二端變色發光二極管、三端變色發光二極管、四端變色發光二極管和六端變色發光二極管。
常用的雙色發光二極管有2EF系列和TB系列，常用的三色發光二極管有2EF302、2EF312、2EF322等型號。長用
2.4電壓控制型發光二極管
通俗發光二極管屬于電流控制型器件，在應用時需串接恰當阻值的限流電阻。電壓控制型發光二極管(BTV)是將發光二極管和限流電阻集成制造為一體，應用時可直接并接在電源兩端。
2.5紅外發光二極管
紅外發光二極管也稱紅外線發射二極管，它是可以將電能直接轉換成紅外光(不成見光)并能輻射出往的發光器件，重要應用于各種光控及遠控發射電路中。
紅外發光二極管的結構、道理與通俗發光二極管鄰近，只是應用的半導體材料不同。紅外發光二極管平日應用砷化鎵(GaAs)、砷鋁化鎵(GaAlAs)等材料，采用全透明或淺藍色、玄色的樹脂封裝。
常用的紅外發光二極管有SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等
發光二極管主要參數及其特點
3.1.發光二極管正向電壓VF
正向電壓指LED通過的正向電流為規定值時，正、負極之間產生的電壓降，用符號VF表示。我司常用的貼片發光二極管 正向電壓為2.0V-3.5V，超過了正常工作電壓，二極管可能被擊穿。此外，在正向電壓正小于某一值(叫閾值)時，電流極小，不發光。當電壓超過某一值 后，正向電流隨電壓迅速增加，發光。
3.2.發光二極管正向電流IF
正向電流指LED在正常工作時的電流，一般普通發光二極管的工作電流很小，只有10mA-45mA。在電壓增加時，電流會有很大程度的上升，所以一般發光二極管都串接有保護電阻
3.3.發光二極管反向電壓VR
反向電壓指LED兩端所允許加的最大反向電壓。超過此值，發光二極管可能被擊穿損壞。我司常用的發光二極管最大反向電壓一般為5V
3.4.發光二極管最大功耗PD
最大功耗是指允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值，LED發熱、損壞。LED耗 電相當低，直流驅動，超低功耗(單管0.03-0.06瓦)，電光功率轉換接近100%。一般來說LED的工作電壓是2-3.6V，工作電流是 0.02-0.03A;這就是說，它消耗的電能不超過0.1W，相同照明效果比傳統光源節能80%以上。
發光二極管的工作原理
發光二極管簡稱為LED。由鎵(Ga)與砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。磷砷化鎵二極管發紅光，磷化鎵二極管發綠光，碳化硅二極管發黃光一定的電流后，電子與空穴不斷流過PN結或與之類似的結構面，并進行自發復合產生輻射光的二極管半導體器件。
發光二極管的選型
5.1.允許功耗Pm:允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值，LED發熱、損壞。
5.2.最大正向直流電流IFm：允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極管。
5.3.最大反向電壓VRm：所允許加的最大反向電壓。超過此值，發光二極管可能被擊穿損壞。
5.4.工作環境topm:發光二極管可正常工作的環境溫度范圍。低于或高于此溫度范圍，發光二極管將不能正常工作，效率大大降低。
5.5.正向工作電流If：它是指發光二極管正常發光時的正向電流值。在實際使用中應根據需要選擇IF在0.6·IFm以下。
5.6.正向工作電壓VF：參數表中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在 IF=20mA時測得的。發光二極管正向工作電壓VF在1.4～3V。在外界溫度升高時，VF將下降。
5.7.V- I特性：發光二極管的電壓與電流的關系可用圖4表示。在正向電壓正小于某一值(叫閾值)時，電流極小，不發光。當電壓超過某一值后，正向電流隨電壓迅速增 加，發光。由V-I曲線可以得出發光管的正向電壓，反向電流及反向電壓等參數。正向的發光管反向漏電流IR<10μA以下。
發光二極管的優點
5.1.發光二極管沒有燈絲會燒壞，所以壽命就更長。
5.2.發光二極管的小小塑性燈泡使得發光二極管更持久耐用。還可以更加容易適合現在的電子電路。傳統
5.3.發光二極管所發出的熱少，相對來說，越多電能直接發光就是越大程度上減少對電能的需求。
直到現在，因為是用先進半導體材料制造所以發光二極管在大多數照明應用上還過于昂貴。半導體器件的價格在過去10年里大幅度地降低，然而，使得發光二極管在更廣的應用下的一個更劃算照明選擇，在不遠的將來，發光二極管將會在世界技術上扮演更加大的角色。
