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發(fā)光二級(jí)管，發(fā)光二級(jí)管原理是什么

來源：整理 時(shí)間：2024-09-24 18:10:40 編輯：智能門戶 手機(jī)版

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1，發(fā)光二級(jí)管原理是什么

光是能量的一種形式，一種可以被原子釋放出來。是由許多有能量和動(dòng)力但沒質(zhì)量的微小粒子似的小捆組成的。這些粒子被叫做光子，是光的最基本單位。光子是因?yàn)殡娮右苿?dòng)才釋放出來。在原子中，電子在原子的四周圍以軌道形式移動(dòng)。電子在不同的軌函數(shù)有著不同等的能量。通常來說，有著更大能量的電子以軌道移動(dòng)遠(yuǎn)離了核子。當(dāng)電子從一個(gè)更低的軌道跳到一個(gè)更高的軌道，能量水平就增高，反過來，當(dāng)從更高軌函數(shù)跌落到更低的軌函數(shù)里時(shí)電子就會(huì)釋放能量
發(fā)光二極管（led）是用半導(dǎo)體材料制作的正向偏置的pn結(jié)二極管。其發(fā)光機(jī)理是當(dāng)在pn結(jié)兩端注入正向電流時(shí)，注入的非平衡載流子（電子－空穴對(duì)）在擴(kuò)散過程中復(fù)合發(fā)光，這種發(fā)射過程主要對(duì)應(yīng)光的自發(fā)發(fā)射過程。按光輸出的位置不同，發(fā)光二極管可分為面發(fā)射型和邊發(fā)射型。我們最常用的led是 ingaasp/inp雙異質(zhì)結(jié)邊發(fā)光二極管。 ----發(fā)光二極管的發(fā)光原理同樣可以用pn結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)來解釋。制作半導(dǎo)體發(fā)光二極管的材料是重?fù)诫s的，熱平衡狀態(tài)下的n區(qū)有很多遷移率很高的電子，p區(qū)有較多的遷移率較低的空穴。由于pn結(jié)阻擋層的限制，在常態(tài)下，二者不能發(fā)生自然復(fù)合。，而當(dāng)給pn結(jié)加以正向電壓時(shí)，溝區(qū)導(dǎo)帶中的電子則可逃過pn結(jié)的勢(shì)壘進(jìn)入到p區(qū)一側(cè)。于是在pn結(jié)附近稍偏于p區(qū)一邊的地方，處于高能態(tài)的電子與空穴相遇時(shí)，便產(chǎn)生發(fā)光復(fù)合。這種發(fā)光復(fù)合所發(fā)出的光屬于自發(fā)輻射，輻射光的波長(zhǎng)決定于材料的禁帶寬度eg，即 λ＝1.24μm?;ev/eg ----發(fā)光二極管具有可靠性較高，室溫下連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)、光功率－電流線性度好等顯著優(yōu)點(diǎn)，而且由于此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，所以其價(jià)格非常便宜。因此在一些簡(jiǎn)易的光纖傳感器的設(shè)計(jì)中，如果led能夠勝任，選用它作為光源即可大大降低整個(gè)傳感器的成本。然而led的發(fā)光機(jī)理決定了它存在著很多的不足，如輸出功率小、發(fā)射角大、譜線寬、響應(yīng)速度低等。因此，在一些需要功率高、調(diào)制速率快、單色性好的光源的傳感器設(shè)計(jì)中，就不得不以提高成本為代價(jià)，選用其它更高性能的光源。 ----由于不同材料的禁帶寬度不同，所以由不同材料制成的發(fā)光二極管可發(fā)出不同波長(zhǎng)的光。另外，有些材料由于組分和摻雜不同，例如，有的具有很復(fù)雜的能帶結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的還有間接躍遷輻射等，因此有各種各樣的發(fā)光二極管。

發(fā)光二級(jí)管原理是什么

2，發(fā)光二極管和二極管的區(qū)別

發(fā)光二極管是二極管。二極管根據(jù)功能不同可分為1、發(fā)光二極管英文縮寫LED 2、整流二極管 3、穩(wěn)壓二極管 4、快恢復(fù)二極管 5、檢波二極管 6、恒流二極管 7、變?nèi)荻O管 等?？茨愕奶釂栔苯永斫鉃椋喊l(fā)光二極管與其它二極管的區(qū)別，它會(huì)發(fā)光，其它不會(huì)。
二極管是單向?qū)щ姷囊环N元器件 發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱LED，采用砷化鎵、鎵鋁砷、和磷化鎵等材料制成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個(gè)PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦浴?　　當(dāng)在發(fā)光二極管PN結(jié)上加正向電壓時(shí)，PN結(jié)勢(shì)壘降低，載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)大于漂移運(yùn)動(dòng)，致使P區(qū)的空穴注入到N區(qū)，N區(qū)的電子注入到P區(qū)，這樣相互注入的空穴與電子相遇后會(huì)產(chǎn)生復(fù)合，復(fù)合時(shí)產(chǎn)生的能量大部分以光的形式出現(xiàn)，因此而發(fā)光。 　　發(fā)光二極管在制作時(shí)，使用的材料有所不同，那么就可以發(fā)出不同顏色的光。 　　發(fā)光二極管的發(fā)光顏色有：紅色光、黃色光、綠色光、紅外光等。 　　發(fā)光二極管的外形有：圓形、長(zhǎng)方形、三角形、正方形、組合形、特殊形等。 　　常用的發(fā)光二極管應(yīng)用電路有四種，即直流驅(qū)動(dòng)電路、交流驅(qū)動(dòng)電路、脈沖驅(qū)動(dòng)電路、變色發(fā)光驅(qū)動(dòng)電路。 使用LED作指示電路時(shí)，應(yīng)該串接限流電阻，該電阻的阻值大小應(yīng)根據(jù)不同的使用電壓和LED所需工作電流來選擇。 　　發(fā)光二極管的壓降一般為1.5~2.0 V，其工作電流一般取10~20 mA為宜。 　　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管子的電流。限流電阻R可用下式計(jì)算： 　　R＝（E－UF）／IF編輯本段特性　　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)；通過調(diào)制通過的電流強(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。編輯本段單向?qū)щ娦浴　“l(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。編輯本段發(fā)光原理　　發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。
二極管又稱晶體二極管,簡(jiǎn)稱二極管(diode)，另外，還有早期的真空電子二極管；它是一種具有單向傳導(dǎo)電流的電子器件。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個(gè)pn結(jié)兩個(gè)引線端子，這種電子器件按照外加電壓的方向，具備單向電流的轉(zhuǎn)導(dǎo)性。一般來講，晶體二極管是一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。在其界面的兩側(cè)形成空間電荷層，構(gòu)成自建電場(chǎng)。當(dāng)外加電壓等于零時(shí)，由于p-n 結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴(kuò)散電流和由自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)，這也是常態(tài)下的二極管特性。發(fā)光二極管它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡(jiǎn)寫為led。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管子的電流。發(fā)光二極管可以用來測(cè)電流的方向,還可以作各種各樣的彩燈等等.

發(fā)光二極管和二極管的區(qū)別

3，發(fā)光二極管和燈泡之分別

簡(jiǎn)介 發(fā)光二極管燈泡是半導(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)光二極管燈泡原理： 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)；通過調(diào)制通過的電流強(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)展史： 50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。 發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。特點(diǎn)： 1. 電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場(chǎng)所。 2. 效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80% 3. 適用性：很小，每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境 4. 穩(wěn)定性：超過4萬小時(shí)，可以高達(dá)8-10萬小時(shí)，光衰為初始的50% 5. 響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí) 6. 對(duì)環(huán)境污染：無有害金屬汞 7. 顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬S色，最后為綠色 8. 價(jià)格：LED的價(jià)格比較昂貴，較之于白熾燈，幾只LED的價(jià)格就可以與一只白熾燈的價(jià)格相當(dāng)，而通常每組信號(hào)燈需由上300～500只二極管構(gòu)成。發(fā)光二極管燈泡的必然性： LED光源是21世紀(jì)光源市場(chǎng)的希望，眾多優(yōu)點(diǎn)預(yù)告其未來將逐步取代傳統(tǒng)光源，奧科委指出高亮度LED將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈泡之后，最偉大的發(fā)明之一，當(dāng)前全球能源危機(jī)的時(shí)候，能源是一種寶貴的資源，所以節(jié)約能源是我們未來面臨的問題。 LED作為一種新型的節(jié)能、環(huán)保的綠色光源產(chǎn)品，必然是未來發(fā)展的趨勢(shì)。
發(fā)光二極管是稀有元素發(fā)光，燈泡是燈絲發(fā)熱發(fā)光，相同光度 發(fā)光二極管節(jié)約電，環(huán)保節(jié)能 國(guó)家現(xiàn)在提倡的。成本高。 燈泡 成本小，耗電高。
二極管省電，亮度高可以很高，壽命長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)電流小。單向?qū)ǖ模唇臃戳苏?fù)極不亮。燈泡壽命短，耗電大，正負(fù)極怎么接都會(huì)亮。
不知道你想問什么.二極管分正負(fù)極的,接對(duì)才能亮,燈泡不分.

發(fā)光二極管和燈泡之分別

4，什么是發(fā)光二級(jí)管

發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱LED，采用砷化鎵、鎵鋁砷、和磷化鎵等材料制成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個(gè)PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦浴?當(dāng)在發(fā)光二極管PN結(jié)上加正向電壓時(shí)，PN結(jié)勢(shì)壘降低，載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)大于漂移運(yùn)動(dòng)，致使P區(qū)的空穴注入到N區(qū)，N區(qū)的電子注入到P區(qū)，這樣相互注入的空穴與電子相遇后會(huì)產(chǎn)生復(fù)合，復(fù)合時(shí)產(chǎn)生的能量大部分以光的形式出現(xiàn)，因此而發(fā)光。 發(fā)光二極管在制作時(shí)，使用的材料有所不同，那么就可以發(fā)出不同顏色的光。 發(fā)光二極管的發(fā)光顏色有：紅色光、黃色光、綠色光、紅外光等。 發(fā)光二極管的外形有：圓形、長(zhǎng)方形、三角形、正方形、組合形、特殊形等。 常用的發(fā)光二極管應(yīng)用電路有四種，即直流驅(qū)動(dòng)電路、交流驅(qū)動(dòng)電路、脈沖驅(qū)動(dòng)電路、變色發(fā)光驅(qū)動(dòng)電路。 使用LED作指示電路時(shí)，應(yīng)該串接限流電阻，該電阻的阻值大小應(yīng)根據(jù)不同的使用電壓和LED所需工作電流來選擇。 發(fā)光二極管的壓降一般為1.5~2.0 V，其工作電流一般取10~20 mA為宜。
1．發(fā)光二極管的作用 發(fā)光二極管（LED）是一種由磷化鎵（GaP）等半導(dǎo)體材料制成的、能直接將電能轉(zhuǎn)變成光能的發(fā)光顯示器件。當(dāng)其內(nèi)部有一定電流通過時(shí)，它就會(huì)發(fā)光。圖4-21是共電路圖形符號(hào)。 發(fā)光二極管也與普通二極管一樣由PN結(jié)構(gòu)成，也具有單向?qū)щ娦?。它廣泛應(yīng)用于各種電子電路、家電、儀表等設(shè)備中、作電源指示或電平指示。 2．發(fā)光二極管的分類 發(fā)光二極管有多種分類方法。 按其使用材料可分為磷化鎵(GaP)發(fā)光二極管、磷砷化鎵(GaAsP)發(fā)光二極管、砷化鎵(GaAs)發(fā)光二極管、磷銦砷化鎵(GaAsInP)發(fā)光二極管和砷鋁化鎵(GaAlAs)發(fā)光二極管等多種。 按其封裝結(jié)構(gòu)及封裝形式除可分為金屬封裝、陶瓷封裝、塑料封裝、樹脂封裝和無引線表面封裝外，還可分為加色散射封裝（D）、無色散射封裝（W）、有色透明封裝（C）和無色透明封裝（T）。 按其封裝外形可分為圓形、方形、矩形、三角形和組合形等多種，圖4-22為幾種發(fā)光二極管的外形。 塑封發(fā)光二極管按管體顏色又分為紅色、琥珀色、黃色、橙色、淺藍(lán)色、綠色、黑色、白色、透明無色等多種。而圓形發(fā)光二極管的外徑從￠2~￠20mm，分為多種規(guī)格。 按發(fā)光二極管的發(fā)光顏色又可人發(fā)為有色光和紅外光。有色光又分為紅色光、黃色光、橙色光、綠色光等。 另外，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。 3．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。 圖4-23是普通發(fā)光二極管的應(yīng)用電路。 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。 4．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)見表4-30。 5．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。 圖4-24是三端變色發(fā)光二極管的外形和電路圖形符號(hào) 圖4-25是六端變色發(fā)光二極管的外形和內(nèi)部電路 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)，見表4-31。 6．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)電路框圖見圖4-26和圖4-27。 閃爍發(fā)光二極管在使用時(shí)，無須外接其它元件，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。 表4-32是幾種常用閃爍發(fā)光二極管的主要參數(shù)。 7．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。 圖4-28是電壓控制型發(fā)光二極管的外形胩內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。 電壓控制型發(fā)光二極管的發(fā)光顏色有紅、黃、綠等，工作電壓有5V、9V、12V、18V、19V、24V共6種規(guī)格。 表4-33為BTV系列電壓控制型發(fā)光二極管的主要參數(shù)。 8．紅外發(fā)光二極管 紅外發(fā)光二極管也稱紅外線發(fā)射二極管，它是可以將電能直接轉(zhuǎn)換成紅外光（不可見光）并能輻射出去的發(fā)光器件，主要應(yīng)用于各種光控及遙控發(fā)射電路中。其外形圖見圖4-29。 紅外發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)、原理與普通發(fā)光二極管相近，只是使用的半導(dǎo)體材料不同。紅外發(fā)光二極管通常使用砷化鎵（GaAs）、砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，采用全透明或淺藍(lán)色、黑色的樹脂封裝。 常用的紅外發(fā)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，見表4-34和表4-35。
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5，發(fā)光二極管有什么作用

當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。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，氮化鎵二極管發(fā)藍(lán)光。因化學(xué)性質(zhì)又分有機(jī)發(fā)光二極管OLED和無機(jī)發(fā)光二極管LED。
首先你要搞明白什么是發(fā)光二極管： 發(fā)光二極管是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。 當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。 發(fā)光二極管的主要功能（用途）：最初的發(fā)光二極管是單色光源，被用作儀器表的指示燈，接著因?yàn)槠淞己玫目煽匦杂迷跀?shù)碼管和顯示技術(shù)上，隨著發(fā)光二極管亮度提高和色域的擴(kuò)展,時(shí)至今天，發(fā)光二極管已經(jīng)被開發(fā)出各種用途，應(yīng)用到各行各業(yè)里。 1、交通信號(hào)燈交通信號(hào)燈很早就使用LED設(shè)備了，主要是因?yàn)長(zhǎng)ED光源能直接發(fā)出單色光，在美國(guó)本來是采用長(zhǎng)壽命、低光效的140瓦白熾燈作為交通燈，它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。改用LED光源后，只耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效，這讓LED迅速占領(lǐng)交通燈市場(chǎng)。 2、 LED顯示屏上世紀(jì)九十年代，LED技術(shù)突飛猛進(jìn)，LED顯示屏迅速開拓市場(chǎng)，藍(lán)色LED的出現(xiàn)，LED顯示屏進(jìn)入全彩時(shí)代，時(shí)至今日，室外LED顯示屏隨處可見，成為廣告界一道亮麗的身影。 3、汽車照明超高亮LED可以做成汽車的剎車燈、尾燈和方向燈,也可用于儀表照明和車內(nèi)照明,它在耐震動(dòng)、省電及長(zhǎng)壽命方面比白熾燈有明顯的優(yōu)勢(shì).用作剎車燈,它的響應(yīng)時(shí)間為60ns,比白熾燈的140ms要短許多,在典型的高速公路上行駛,會(huì)增加4—6m的安全距離。LED作為公認(rèn)的，低碳環(huán)保的典型代表，低電壓高光效等特點(diǎn)，讓其迅速成為汽車照明領(lǐng)域的寵兒，從而形成百億級(jí)，甚至是千億級(jí)的市場(chǎng)需求，LED汽車照明市場(chǎng)前景可期。 4、液晶屏背光源 LED作為液晶顯示的背光源,它不僅可作為綠色、紅色、藍(lán)色、白色,還可以作為變色背光源,已有許多產(chǎn)品進(jìn)入生產(chǎn)及應(yīng)用階段.最近,手機(jī)上液晶顯示屏用LED制作背光源,提升了產(chǎn)品的檔次,效果很好.采用8個(gè)藍(lán)色、24個(gè)綠色、32個(gè)紅色BOSMFC-LED制成的15in(1in≈2.5cm)液晶屏的背光源,可達(dá)到120W,2500 lm,亮度18000nits(尼特,cd/m2).22液晶屏背光源也已制成,僅為6mm厚,不但混色效果好,顯色指數(shù)也達(dá)到80以上.目前大型背光源雖處于開發(fā)階段,但潛力很大. 5、燈飾由于發(fā)光二極管亮度的提高和價(jià)格的下降,再加上長(zhǎng)壽命、節(jié)電,驅(qū)動(dòng)和控制較霓虹燈簡(jiǎn)易,不僅能閃爍,還能變色,所以用超高亮度LED做成的單色、多色乃至變色的發(fā)光柱配以其他形狀的各色發(fā)光單元,裝飾高大建筑物、橋梁、街道及廣場(chǎng)等景觀工程效果很好,呈現(xiàn)一派色彩繽紛、星光閃爍及流光異彩的景象.已有不少單位生產(chǎn)LED光柱達(dá)萬米以上,彩燈幾萬個(gè),LED燈飾成立城市的點(diǎn)綴。 6、照明光源隨著白光LED的出現(xiàn)，LED燈具的優(yōu)良性能迅速吸引各大商家的目光，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，今天LED燈具其發(fā)光效率達(dá)到40%，是白熾燈的8倍，鎢絲燈的2.5倍,熒光燈的2倍，光的方向性強(qiáng)，光的利用率高，而且是冷光源，無熱輻射，被譽(yù)為“第四代照明光源”，迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。 7、醫(yī)療市場(chǎng)隨著對(duì)發(fā)光二極管的研究不斷深入，LED能為改善睡眠，支持自然褪黑激素的分泌，提高警覺，促進(jìn)植物生長(zhǎng)等功能不斷被發(fā)現(xiàn)，紫外線LED被廣泛殺菌領(lǐng)域，先進(jìn)的LED藍(lán)光治療儀隨之出現(xiàn)，隨時(shí)隨地釋放出適宜的藍(lán)光，幫助緩解壓力調(diào)節(jié)心情，并有效改善身體機(jī)能。LED光源在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展，醫(yī)療市場(chǎng)一定是LED設(shè)備的另一塊自留地。 發(fā)光二極管的特殊性（與普通指示燈的區(qū)別）：提起發(fā)光二極管，人們第一個(gè)想起的是它的可控性，現(xiàn)代的LED發(fā)光成功融合計(jì)算機(jī)技術(shù)，往往是用IC控制LED發(fā)光二極管，是可編程的光源，這讓LED能靈活多變，利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有256級(jí)灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256×256×256=16777216種顏色，令其能應(yīng)用在各式儀器指示燈，讓其發(fā)揮在城市裝飾上，令城市生活增加更多姿多彩。這方面藍(lán)晉光電在顏色控制和混色上就做得非常好，同時(shí)一致性也好，不同批次可以做到?jīng)]色差，優(yōu)良的可控性令LED成為“高新尖”技術(shù)，LED發(fā)光二極管成了光源設(shè)備中的“高富帥”。另外，發(fā)光二極管是冷光源，它直接把電能轉(zhuǎn)化為光能，這還要說明什么叫冷光源，冷光源是不含紅外線的光源，是低熱輻射的光源，這樣LED發(fā)光二極管的光效很高，不像其他光源需要先把電能轉(zhuǎn)化為熱能，大部分能散失的同時(shí)還發(fā)出很多能提高周圍溫度的紅外線。
二極管 又稱晶體二極管,簡(jiǎn)稱二極管(diode)，另外，還有早期的真空電子二極管；它是一種具有單向傳導(dǎo)電流的電子器件。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個(gè)pn結(jié)兩個(gè)引線端子，這種電子器件按照外加電壓的方向，具備單向電流的轉(zhuǎn)導(dǎo)性。一般來講，晶體二極管是一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。在其界面的兩側(cè)形成空間電荷層，構(gòu)成自建電場(chǎng)。當(dāng)外加電壓等于零時(shí)，由于p-n 結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴(kuò)散電流和由自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)，這也是常態(tài)下的二極管特性。 發(fā)光二極管 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)寫為led。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管子的電流。 發(fā)光二極管可以用來測(cè)電流的方向,還可以作各種各樣的彩燈等等.

6，發(fā)光二極管的原理

它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能。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娦浴．?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大于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二極管的電流。限流電阻R可用下式計(jì)算： R=（E－UF）/IF式中E為電源電壓，UF為L(zhǎng)ED的正向壓降，IF為L(zhǎng)ED的正常工作電流。發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。以下是傳統(tǒng)發(fā)光二極管所使用的無機(jī)半導(dǎo)體物料和所它們發(fā)光的顏色 LED材料 材料化學(xué)式顏色 鋁砷化鎵 砷化鎵 砷化鎵磷化物磷化銦鎵 鋁磷化鎵（摻雜氧化鋅) AlGaAs GaAsP AlGaInP GaP:ZnO紅色及紅外線 鋁磷化鎵 銦氮化鎵/氮化鎵 磷化鎵 磷化銦鎵鋁 鋁磷化鎵 InGaN/GaN GaP AlGaInP AlGaP綠色 磷化鋁銦 鎵砷化鎵 磷化物 磷化銦鎵鋁 磷化鎵 GaAsPAlGaInP AlGaInP GaP高亮度的橘紅色，橙色，黃色，綠色 磷砷化鎵 GaAsP 紅色，橘紅色，黃色 磷化鎵 硒化鋅 銦氮化鎵 碳化硅 GaP ZnSe InGaN SiC紅色，黃色，綠色 氮化鎵(GaN) 　綠色，翠綠色，藍(lán)色 銦氮化鎵 InGaN近紫外線，藍(lán)綠色，藍(lán)色 碳化硅(用作襯底) SiC藍(lán)色 硅(用作襯底) Si藍(lán)色 藍(lán)寶石(用作襯底) Al2O3藍(lán)色 硒化鋅 ZnSe藍(lán)色 鉆石 C　　紫外線 氮化鋁,氮化鋁鎵 AlN AlGaN波長(zhǎng)為遠(yuǎn)至近的紫外線 白光LED1993年，當(dāng)時(shí)在日本Nichia Corporation（日亞化工）工作的中村修二（Shuji Nakamura）發(fā)明了基于寬禁帶半導(dǎo)體材料氮化鎵（GaN）和銦氮化稼（InGaN）的具有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的藍(lán)光LED，這類LED在1990 年代后期得到廣泛應(yīng)用。理論上藍(lán)光LED結(jié)合原有的紅光LED和綠光LED可產(chǎn)生白光，但白光LED卻很少是這樣造出來的?，F(xiàn)時(shí)生產(chǎn)的白光LED大部分是通過在藍(lán)光LED(near-UV，波長(zhǎng)450nm至470nm)上覆蓋一層淡黃色熒光粉涂層制成的，這種黃色磷光體通常是通過把摻了鈰的釔鋁石榴石(Ce3+:YAG)晶體磨成粉末后混和在一種稠密的黏合劑中而制成的。當(dāng)LED芯片發(fā)出藍(lán)光，部分藍(lán)光便會(huì)被這種晶體很高效地轉(zhuǎn)換成一個(gè)光譜較寬（光譜中心約為580nm）的主要為黃色的光。（實(shí)際上單晶的摻Ce的YAG被視為閃爍器多于磷光體。）由于黃光會(huì)刺激肉眼中的紅光和綠光受體，再混合LED本身的藍(lán)光，使它看起來就像白色光，而其的色澤常被稱作“月光的白色”。這種制作白光LED的方法是由Nichia Corporation所開發(fā)并從1996年開始用在生產(chǎn)白光LED上。若要調(diào)校淡黃色光的顏色，可用其它稀土金屬鋱或釓取代Ce3+:YAG中摻入的鈰(Ce)，甚至可以以取代YAG中的部份或全部鋁的方式做到。而基于其光譜的特性，紅色和綠色的對(duì)象在這種LED照射下看起來會(huì)不及闊譜光源照射時(shí)那么鮮明。另外由于生產(chǎn)條件的變異，這種LED的成品的色溫并不統(tǒng)一，從暖黃色的到冷的藍(lán)色都有，所以在生產(chǎn)過程中會(huì)以其出來的特性作出區(qū)分。另一個(gè)制作的白光LED的方法則有點(diǎn)像日光燈，發(fā)出近紫外光的LED會(huì)被涂上兩種磷光體的混合物，一種是發(fā)紅光和藍(lán)光的銪，另一種是發(fā)綠光的，摻雜了硫化鋅(ZnS)的銅和鋁。但由于紫外線會(huì)使黏合劑中的環(huán)氧樹脂裂化變質(zhì)，所以生產(chǎn)難度較高，而壽命亦較短。與第一種方法比較，它效率較低而產(chǎn)生較多熱(因?yàn)镾tokesShift前者較大)，但好處是光譜的特性較佳，產(chǎn)生的光比較好看。而由于紫外光的LED功率較高，所以其效率雖比較第一種方法低，出來的亮度卻相若。最新一種制造白光LED的方法沒再用上磷光體。新的做法是在硒化鋅(ZnSe)基板上生長(zhǎng)硒化鋅的磊晶層。通電時(shí)其活躍地帶會(huì)發(fā)出藍(lán)光而基板會(huì)發(fā)黃光，混合起來便是白色光。極性發(fā)光二極管的兩根引線中較長(zhǎng)的一根為正極，應(yīng)接電源正極。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。LED單向?qū)ㄐ訪ED只能往一個(gè)方向?qū)ǎㄍ姡?，叫作正向偏置（正向偏壓），?dāng)電流流過時(shí)，電子與空穴在其內(nèi)復(fù)合而發(fā)出單色光，這叫電致發(fā)光效應(yīng)，而光線的波長(zhǎng)、顏色跟其所采用的半導(dǎo)體材料種類與摻入的元素雜質(zhì)有關(guān)。具有效率高、壽命長(zhǎng)、不易破損、開關(guān)速度高、高可靠性等傳統(tǒng)光源不及的優(yōu)點(diǎn)。白光LED的發(fā)光效率，在近幾年來已經(jīng)有明顯的提升，同時(shí)，在每千流明的購(gòu)入價(jià)格上，也因?yàn)橥度胧袌?chǎng)的廠商相互競(jìng)爭(zhēng)的影響，而明顯下降。雖然越來越多人使用LED照明作辦公室、家具、裝飾、招牌甚至路燈用途，但在技術(shù)上，LED在光電轉(zhuǎn)換效率(有效照度對(duì)用電量的比值)上仍然低于新型的熒光燈，是國(guó)家以后發(fā)展民用的去向。特性與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)；通過調(diào)制通過的電流強(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0～9，10個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字以及A，B，C，D，E，F(xiàn)等部分字母（必須區(qū)分大小寫）。參數(shù)LED的光學(xué)參數(shù)中重要的幾個(gè)方面就是：光通量、發(fā)光效率、發(fā)光強(qiáng)度、光強(qiáng)分布、波長(zhǎng)。發(fā)光效率和光通量發(fā)光效率就是光通量與電功率之比，單位一般為lm/W。發(fā)光效率代表了光源的節(jié)能特性，這是衡量現(xiàn)代光源性能的一個(gè)重要指標(biāo)。發(fā)光強(qiáng)度和光強(qiáng)分布LED發(fā)光強(qiáng)度是表征它在某個(gè)方向上的發(fā)光強(qiáng)弱，由于LED在不同的空間角度光強(qiáng)相差很多，隨之而來我們研究了LED的光強(qiáng)分布特性。這個(gè)參數(shù)實(shí)際意義很大，直接影響到LED顯示裝置的最小觀察角度。比如體育場(chǎng)館的LED大型彩色顯示屏，如果選用的LED單管分布范圍很窄，那么面對(duì)顯示屏處于較大角度的觀眾將看到失真的圖像。而且交通標(biāo)志燈也要求較大范圍的人能識(shí)別。波長(zhǎng)對(duì)于LED的光譜特性我們主要看它的單色性是否優(yōu)良，而且要注意到紅、黃、藍(lán)、綠、白色LED等主要的顏色是否純正。因?yàn)樵谠S多場(chǎng)合下，比如交通信號(hào)燈對(duì)顏色就要求比較嚴(yán)格，不過據(jù)觀察我國(guó)的一些LED信號(hào)燈中綠色發(fā)藍(lán)，紅色的為深紅，從這個(gè)現(xiàn)象來看我們對(duì)LED的光譜特性進(jìn)行專門研究是非常必要而且很有意義的。
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