發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱LED,是能發(fā)光的半導(dǎo)體元器件,它通過(guò)電致發(fā)光效應(yīng)把電能轉(zhuǎn)換成光能,發(fā)光二極管與普通二極管一樣也是由PN結(jié)構(gòu)成的,也具有單向?qū)щ娦裕l(fā)光二極管不是應(yīng)用它的單向?qū)щ娦裕亲屗l(fā)光作指示(顯示)、照明器件。
發(fā)光二極管的特性:
1、發(fā)光二極管基本結(jié)構(gòu):發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED,組成LED的主要材料包括:管芯、粘合劑、金線、支架和環(huán)氧樹(shù)脂。
2、發(fā)光二極管類型發(fā)光二極管根據(jù)裝配方式分為貼片和插件兩種。根據(jù)發(fā)光類型還可分為普通單色發(fā)光二極管、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、紫外發(fā)光二極管等。
3、普通單色發(fā)光二極管具有體積孝工作電壓低、工作電流孝發(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。
4、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630~650nm,橙色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為610~630nm左右,黃色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為585nm左右,綠色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為555~570nm。
5、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。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。
發(fā)光二極管的分類:
1.單色發(fā)光二極管
單色發(fā)光二極管實(shí)際上就是我們經(jīng)常用到的普通發(fā)光二極管,通電后只能發(fā)出單一顏色的亮光來(lái)。單色發(fā)光二極管按其管殼形狀可分為圓形、方形和異形3種,圓形尺寸主要有φ3mm、φ5mm、φ10mm,方形尺寸主要有2mm×5mm。按發(fā)光亮度來(lái)劃分,有發(fā)光亮度一般的普通發(fā)光二極管和高亮度發(fā)光二極管。
表征普通發(fā)光二極管特性的參數(shù)包括電學(xué)和光學(xué)兩類,主要參數(shù)有以下幾項(xiàng):
①發(fā)光強(qiáng)度(IV)。②最大工作電流(IFM),國(guó)產(chǎn)BT-104(綠色)、BT-204(紅色)型發(fā)光二極管的最大工作電流均為30mA。③正向電壓降(UF),發(fā)光二極管的正向電壓降比普通二極管要高,一般在1.8~3.8V范圍內(nèi)。不同顏色和不同制造工藝的發(fā)光二極管其工作電壓也不同,如紅色發(fā)光二極管的正向電壓降約為1.8V,黃色發(fā)光二極管的正向電壓降約為2V,綠色發(fā)光二極管的正向電壓降約為2.3V,白色發(fā)光二極管的正向電壓降通常高于2.4V,藍(lán)色發(fā)光二極管的正向電壓降通常高于3V……④最大反向電壓(URM),發(fā)光二極管的最大反向電壓一般在6V左右,最高不超過(guò)十幾伏特,這是與普通二極管大不相同的地方。使用中不應(yīng)使發(fā)光二極管承受超過(guò)5V的反向電壓,否則發(fā)光二極管將可能被擊穿。
發(fā)光二極管的參數(shù)還有發(fā)光波長(zhǎng)、最大耗散功率等,業(yè)余使用時(shí)可不必考慮,只要選擇自己喜歡的顏色和形狀就可以了。
發(fā)光二極管的外形很有特色,所以可方便地用眼睛進(jìn)行極性識(shí)別。常見(jiàn)的普通發(fā)光二極管,通常較長(zhǎng)的一條引腳線為其正極,較短的引腳線為其負(fù)極,識(shí)別口訣是“長(zhǎng)正短負(fù)”(這與電解電容器引腳極性判斷法一致)。如果觀察發(fā)光二極管內(nèi)部,可以發(fā)現(xiàn)里面的兩個(gè)電極一大一小。一般來(lái)說(shuō),電極較小的一端是發(fā)光二極管的正極,電極較大的一端是它的負(fù)極。但也有個(gè)別的發(fā)光二極管(一般都是進(jìn)口管芯)例外,其內(nèi)部管芯小的一端是負(fù)極、大的一端是正極。所以在碰到進(jìn)口發(fā)光二極管時(shí),為了保險(xiǎn)起見(jiàn),還是借助萬(wàn)用表測(cè)量一下為好。
2.電壓型發(fā)光二極管
電壓型發(fā)光二極管內(nèi)部構(gòu)成從外觀上看,它與普通單色發(fā)光二極管幾乎沒(méi)有兩樣,但內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻與普通發(fā)光二極管有所區(qū)別。其內(nèi)部由一只限流電阻器R和一個(gè)發(fā)光二極管管芯串聯(lián)組成。R可將發(fā)光二極管的正向工作電流限定在允許值(一般為10mA或15mA)。使用時(shí),只要在電壓型發(fā)光二極管的正、負(fù)極兩端加上額定工作電壓,即可讓其正常發(fā)光。可見(jiàn),電壓型發(fā)光二極管與普通發(fā)光二極管相比較,省去了外接限流電阻器的麻煩,使電路設(shè)計(jì)和安裝更簡(jiǎn)單。
國(guó)產(chǎn)電壓型發(fā)光二極管的系列產(chǎn)品,常見(jiàn)的有6種標(biāo)稱電壓,分別為:5V、9V、12V、15V、18V和24V。其發(fā)光顏色為紅色、黃色、綠色等。
3.閃爍發(fā)光二極管
閃爍發(fā)光二極管也叫自閃發(fā)光二極管,它是一種由CMOS集成電路(互補(bǔ)對(duì)稱金屬氧化物半導(dǎo)體集成電路的英文縮寫(xiě))和發(fā)光二極管組成的特殊發(fā)光器件,是光電技術(shù)與半導(dǎo)體集成工藝相結(jié)合的新產(chǎn)品。這種發(fā)光二極管應(yīng)用于各種信號(hào)指示(顯示)裝置、電子玩具等時(shí),具有電路簡(jiǎn)單、耗電量小、醒目美觀等特點(diǎn)。
常用閃爍發(fā)光二極管其外表與普通發(fā)光二極管完全一樣,最大特點(diǎn)在于:內(nèi)部封裝有CMOS大規(guī)模集成電路,當(dāng)外加一定電壓時(shí),內(nèi)部振蕩器便產(chǎn)生一定頻率的方波脈沖,經(jīng)分頻器變換為超低頻脈沖,再通過(guò)驅(qū)動(dòng)放大器推動(dòng)發(fā)光二極管管芯閃爍發(fā)光。閃爍發(fā)光二極管的顏色主要有紅色、橙色、黃色和綠色4種。
閃爍發(fā)光二極管的正、負(fù)極引腳識(shí)別與普通發(fā)光二極管完全相同。如果用眼睛來(lái)觀察閃爍發(fā)光二極管內(nèi)部,可以發(fā)現(xiàn)里面有一大一小的兩個(gè)電極,并且小電極上面有一個(gè)小黑塊——CMOS集成電路。一般來(lái)說(shuō),電極較小、并附有小黑塊的一端是閃爍發(fā)光二極管的正極,電極較大的一端是它的負(fù)極。
閃爍發(fā)光二極管的參數(shù)除了正向工作電流、發(fā)光強(qiáng)度等以外,還有標(biāo)稱工作電壓、反映閃光速度的閃爍頻率和表示亮滅時(shí)間比的占空比等,附表給出了國(guó)產(chǎn)常用閃爍發(fā)光二極管的主要參數(shù)。