发光二极管的基本知识.ppt

发光二极管(LED)的基本知识 孙运浩 2010.06.08 注：摩尔定律 摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）于1965年提出来的。其内容为：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，当价格不变时，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。 LED的两根引线中较长的一根为正极，应接电源正极。有的LED的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，则靠近小舌的引线为正极。 LED的发光过程包括三部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。 微小的半导体芯片被封装在洁净的环氧树脂中，当电子经过该芯片时，带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合，在电子与空穴消失的同时产生光子。电子与空穴的能量（带隙）越大，产生的光子的能量就越高。 （3）光谱半宽度Δλ:它 表示发光管的光谱纯度. 是指图3中1/2峰值光强所 对应两波长之间隔. 图3给出的二只不同型号 发光二极管发光强度角分 布的情况。中垂线（法线）AO的坐标为相对发光强 度（即发光强度与最大发 光强度的之比）。显然，法线方向上的相对发光 强度为1，离开法线方向的角度越大，相对发光强度越小。由此图可以得到半值角或视角值。 （7）V-I特性（伏安特性）：发光二极管的电压与电流的关系可用图4表示。在正向电压小于某一值（阈值）时，电流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，发光。由V-I曲线可以得出发光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。正向的发光管反向漏电流Ir10μA以下。 2.4 LED的分类 2.4.1 按发光管发光颜色分 按发光管发光颜色分，可分成红色、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二种或三种颜色的芯片。 根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。 2.4.2 按发光管出光面特征分 按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管等。其中，圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。 从发光强度角分布图来分有三类： （1）高指向性:一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。 （2）标准型:通常作指示灯用，其半值角为20°～45°。 （3）散射型:这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°或更大，散射剂的量较大。 2.4.3 按发光二极管的结构分 按发光二极管的结构分有全环氧封装、金属底座环 氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。 2.4.4 按发光强度和工作电流分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）； 高亮度发光LED（发光强度在10～100mcd） 一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。 3.LED的应用 由于发光二极管的颜色、尺寸、形状、发光强度及透明情况等不同，所以使用发光二极管时应根据实际需要进行恰当选择。 由于发光二极管具有最大正向电流 Ifm、最大反向电压Vrm的限制，使用时，应保证不超过此值。为安全起见，实际电流If应在0.6Ifm以下；应让可能出现的反向电压Vr0.6Vrm。 LED被广泛用于电子仪器和电子设备中，可作为电源指示灯、电平指示或微光源用。红外发光管常被用于电视机、录像机等的遥控器中。 LED的应用主要有以下几个方面： （1）利用高亮度或超高亮度，发光二极管可以制作微型手电，其电路如图5所示。图中电阻R限流电阻，其值应保证电源电压最高时应使LED的电流小于最大允许电流Ifm。 （2）图6(a)、(b)、(c)分别为直流电源、整流电源及交流电源指示电路。图(a)中的电阻≈（E-Vf）/If；图(b)中的R≈（1.4Vi-Vf）/If;图(c)中的R≈Vi/If中，Vi交流电压有效值。 （3）单LED电平指示电路。在放大器、振荡器或脉冲数字电路的输出端，可用