半導(dao)(dao)體發(fa)(fa)光(guang)二(er)(er)極(ji)管(guan)和半導(dao)(dao)體激(ji)光(guang)器一樣(yang)是pN結(jie)，并且通過使用(yong)外部電(dian)源將(jiang)電(dian)子注(zhu)入pN結(jie)來發(fa)(fa)光(guang)。半導(dao)(dao)體發(fa)(fa)光(guang)二(er)(er)極(ji)管(guan)作為(wei)(wei)LED由(you)p型(xing)半導(dao)(dao)體構(gou)成(cheng)的(de)(de)p層(ceng)和N型(xing)半導(dao)(dao)體構(gou)成(cheng)的(de)(de)N層(ceng)、以及中(zhong)間的(de)(de)雙重異質結(jie)構(gou)構(gou)成(cheng)的(de)(de)有源層(ceng)構(gou)成(cheng)。活性層(ceng)是發(fa)(fa)光(guang)區(qu)域，其厚度為(wei)(wei)0.1？0.2μ米左右(you)。半導(dao)(dao)體發(fa)(fa)光(guang)二(er)(er)極(ji)管(guan)的(de)(de)發(fa)(fa)光(guang)機理是什么？

原子(zi)、分子(zi)和一(yi)些(xie)半導(dao)體(ti)材(cai)料可以分別吸收和釋放恒定波長的光或電(dian)磁波。根據(ju)固體(ti)帶(dai)理(li)論(lun)，半導(dao)體(ti)中的電(dian)子(zi)的能(neng)量(liang)狀態被分成(cheng)價(jia)帶(dai)和導(dao)帶(dai)，當電(dian)子(zi)從一(yi)個帶(dai)的能(neng)量(liang)狀態E1轉移到另一(yi)個帶(dai)的能(neng)量(liang)狀態E2時，一(yi)定的頻率(lv)（轉換）υ）光。υ與能(neng)量(liang)之差(cha)（ΔE=E2-E1）成(cheng)比例(li)，即υ=ΔE/h （Hz）

這個公式被稱為(wei)波(bo)爾條件。公式中(zhong)h=6.626×10-34J·s。當發光二極管工作時，半導(dao)(dao)體的(de)空導(dao)(dao)帶通常(chang)通過(guo)接合注入到其中(zhong)的(de)電(dian)子而被占據，這些電(dian)子與價(jia)帶的(de)孔復合，發射光子并產生光。

發射的(de)光子能(neng)量近似于(yu)特定半導體的(de)導帶(dai)和價帶(dai)之(zhi)間(jian)的(de)帶(dai)隙能(neng)量。這種自(zi)發輻射過(guo)程被稱(cheng)為自(zi)發輻射復(fu)合。顯然，輻射轉變是復(fu)合發光的(de)基(ji)礎。注入的(de)電(dian)子的(de)重組也可以是不(bu)發光的(de)，即非輻射復(fu)合。

在(zai)非輻射復(fu)合的(de)(de)情(qing)況(kuang)下，導(dao)帶(dai)電(dian)子失去(qu)的(de)(de)能量可(ke)以(yi)變(bian)成(cheng)多個聲子，并且可(ke)以(yi)使晶體(ti)發熱(re)，并且這個過(guo)程被稱(cheng)(cheng)為多聲子轉變(bian)。與價(jia)帶(dai)孔復(fu)合，將能量傳遞到導(dao)帶(dai)中的(de)(de)另一電(dian)子，使其處于(yu)高能狀(zhuang)態，通(tong)過(guo)熱(re)平衡過(guo)程將多余的(de)(de)能量傳遞到晶格(ge)上(shang)的(de)(de)過(guo)程也可(ke)以(yi)稱(cheng)(cheng)為Osser復(fu)合。

 隨著電(dian)子濃度的增加，這個過程(cheng)將變得更重要。在帶(dai)間(jian)轉移的情況下，輻射復合(he)(he)和非(fei)輻射復合(he)(he)的兩(liang)個過程(cheng)相互競爭。一種(zhong)發光材(cai)料表(biao)明輻射復合(he)(he)占主導地位。

發光二極管(guan),通常稱(cheng)為LED,是在(zai)電子學世界里(li)面的(de)真正無名英雄。它們做了許多不同工作和(he)在(zai)各種各樣的(de)設(she)備都可(ke)以看見它的(de)存在(zai)。

基本上(shang),發(fa)光(guang)二(er)極(ji)(ji)管只(zhi)是一個微小(xiao)的(de)電(dian)燈泡。但不(bu)像常見的(de)白(bai)熾燈泡，發(fa)光(guang)二(er)極(ji)(ji)管沒有燈絲，而(er)且又不(bu)會特(te)別(bie)熱。它單單是由半(ban)導體材料(liao)里(li)的(de)電(dian)子(zi)移(yi)動而(er)使它發(fa)光(guang)。

什么是二極(ji)管

二(er)(er)極管是(shi)半導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)設備中的(de)(de)一(yi)種(zhong)最常見的(de)(de)器件,大多數半導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)最是(shi)由(you)攙(chan)雜(za)半導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)材(cai)料(liao)制(zhi)成(原子(zi)(zi)和其(qi)它物質)發光二(er)(er)極管導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)材(cai)料(liao)通常都(dou)是(shi)鋁砷化稼(jia),在(zai)(zai)純鋁砷化稼(jia)中,所有(you)(you)的(de)(de)原子(zi)(zi)都(dou)完美的(de)(de)與它們的(de)(de)鄰居(ju)結合,沒有(you)(you)留下自由(you)電(dian)(dian)子(zi)(zi)連接電(dian)(dian)流(liu)。在(zai)(zai)攙(chan)雜(za)物質中，額(e)外(wai)的(de)(de)原子(zi)(zi)改變電(dian)(dian)平衡(heng)，不是(shi)增加自由(you)電(dian)(dian)子(zi)(zi)就是(shi)創造電(dian)(dian)子(zi)(zi)可以(yi)通過(guo)的(de)(de)空(kong)(kong)穴。這兩(liang)樣額(e)外(wai)的(de)(de)條件都(dou)使得材(cai)料(liao)更具傳導(dao)(dao)(dao)(dao)性。帶(dai)額(e)外(wai)電(dian)(dian)子(zi)(zi)的(de)(de)半導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)叫(jiao)做(zuo)(zuo)N型半導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)，由(you)于它帶(dai)有(you)(you)額(e)外(wai)負電(dian)(dian)粒子(zi)(zi)，所以(yi)在(zai)(zai)N型半導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)材(cai)料(liao)中，自由(you)電(dian)(dian)子(zi)(zi)是(shi)從負電(dian)(dian)區域向正電(dian)(dian)區域流(liu)動(dong)。帶(dai)額(e)外(wai)“電(dian)(dian)子(zi)(zi)空(kong)(kong)穴”的(de)(de)半導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)叫(jiao)做(zuo)(zuo)P型半導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)，由(you)于帶(dai)有(you)(you)正電(dian)(dian)粒子(zi)(zi)。電(dian)(dian)子(zi)(zi)可以(yi)從另(ling)一(yi)個電(dian)(dian)子(zi)(zi)空(kong)(kong)穴跳向另(ling)一(yi)個電(dian)(dian)子(zi)(zi)空(kong)(kong)穴，從從負電(dian)(dian)區域向正電(dian)(dian)區域流(liu)動(dong)。

因此，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)空穴(xue)本身就(jiu)顯(xian)示(shi)出是從正電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)區(qu)(qu)域流向(xiang)負電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)區(qu)(qu)域。二極管是由N型(xing)半(ban)導(dao)體(ti)物質(zhi)與P型(xing)半(ban)導(dao)體(ti)物質(zhi)結合(he)，每端(duan)都帶(dai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)。這(zhe)樣排列使電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流只能(neng)從一個方向(xiang)流動。當沒有電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓通過(guo)二極管時，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)就(jiu)沿著過(guo)渡層之間的匯合(he)處從N型(xing)半(ban)導(dao)體(ti)流向(xiang)P型(xing)半(ban)導(dao)體(ti)，從而形成一個損耗(hao)區(qu)(qu)。在損耗(hao)區(qu)(qu)中，半(ban)導(dao)體(ti)物質(zhi)會(hui)(hui)回復到它原來的絕緣狀態(tai)--所有的這(zhe)些“電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)空穴(xue)”都會(hui)(hui)被(bei)填(tian)滿(man)，所有就(jiu)沒有自由電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)或電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)真空區(qu)(qu)和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流不能(neng)流動。

為了(le)除(chu)掉損(sun)(sun)耗區(qu)就(jiu)必須使N型(xing)向(xiang)P型(xing)移動和空穴(xue)應反(fan)向(xiang)移動。為了(le)達到(dao)目的(de)，連接(jie)二極(ji)(ji)管N型(xing)一(yi)方到(dao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)負極(ji)(ji)和P型(xing)就(jiu)連接(jie)到(dao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)正極(ji)(ji)。這時(shi)在(zai)N型(xing)物質(zhi)的(de)自由電(dian)(dian)子(zi)(zi)會(hui)被(bei)負極(ji)(ji)電(dian)(dian)子(zi)(zi)排(pai)斥和吸引到(dao)正極(ji)(ji)電(dian)(dian)子(zi)(zi)。在(zai)P型(xing)物質(zhi)中的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)空穴(xue)就(jiu)移向(xiang)另一(yi)方向(xiang)。當電(dian)(dian)壓(ya)在(zai)電(dian)(dian)子(zi)(zi)之間(jian)足夠高的(de)時(shi)候，在(zai)損(sun)(sun)耗區(qu)的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)將會(hui)在(zai)它的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)空穴(xue)中和再次開始自由移動。損(sun)(sun)耗區(qu)消失，電(dian)(dian)流(liu)(liu)流(liu)(liu)通(tong)過(guo)二極(ji)(ji)管。

如果嘗試使電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)向(xiang)其它方(fang)向(xiang)流(liu)(liu)(liu)動，P型(xing)端就(jiu)(jiu)邊接(jie)到(dao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)負極(ji)和(he)N型(xing)連接(jie)到(dao)正(zheng)極(ji)，這時電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)將不會流(liu)(liu)(liu)動。N型(xing)物質的負極(ji)電(dian)(dian)子(zi)被(bei)吸引到(dao)正(zheng)極(ji)電(dian)(dian)子(zi)。P型(xing)物質的正(zheng)極(ji)電(dian)(dian)子(zi)空穴被(bei)吸引到(dao)負極(ji)電(dian)(dian)子(zi)。因為電(dian)(dian)子(zi)空穴和(he)電(dian)(dian)子(zi)都向(xiang)錯誤的方(fang)向(xiang)移動所以(yi)就(jiu)(jiu)沒有電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)流(liu)(liu)(liu)通(tong)過(guo)匯合(he)處，損耗(hao)區增(zeng)加。

為(wei)什(shen)么(me)二極管(guan)會發光

光(guang)是(shi)能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種形式，一(yi)種可以(yi)被原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)釋放出(chu)來(lai)。是(shi)由許多有能(neng)量(liang)(liang)和(he)動(dong)力(li)但沒質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)微小(xiao)粒子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)似的(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)捆組成的(de)(de)(de)(de)(de)。這些粒子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)被叫做光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)，是(shi)光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)最基本單位。光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)是(shi)因為電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)移動(dong)才(cai)釋放出(chu)來(lai)。在(zai)(zai)原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)中，電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)四周(zhou)圍以(yi)軌(gui)(gui)道(dao)形式移動(dong)。電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)函數有著不(bu)同等的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。通(tong)常(chang)來(lai)說，有著更(geng)大(da)能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)以(yi)軌(gui)(gui)道(dao)移動(dong)遠離(li)了(le)核子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)。當電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)從(cong)一(yi)個更(geng)低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)跳到(dao)一(yi)個更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)，能(neng)量(liang)(liang)水平就(jiu)增高(gao)，反過(guo)來(lai)，當從(cong)更(geng)高(gao)軌(gui)(gui)函數跌落到(dao)更(geng)低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)函數里時電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)就(jiu)會釋放能(neng)量(liang)(liang)。能(neng)量(liang)(liang)是(shi)以(yi)光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)形式釋放出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)。更(geng)高(gao)能(neng)量(liang)(liang)下降釋放更(geng)高(gao)能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)，它的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點在(zai)(zai)于它的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)頻率。

自(zi)由電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)從P型層(ceng)通過(guo)二(er)極(ji)管(guan)落(luo)入空(kong)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)空(kong)穴。這(zhe)包含從傳導(dao)帶(dai)跌落(luo)到一個更(geng)低(di)的(de)(de)軌(gui)函數(shu)，所(suo)以(yi)(yi)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)就是(shi)以(yi)(yi)光子(zi)(zi)(zi)形式釋放能量。這(zhe)在(zai)(zai)任何二(er)極(ji)管(guan)里都會(hui)發生的(de)(de)，當二(er)極(ji)管(guan)是(shi)由某種物質組成(cheng)的(de)(de)時候，你只是(shi)可以(yi)(yi)看見光子(zi)(zi)(zi)。在(zai)(zai)標準硅二(er)極(ji)管(guan)的(de)(de)原子(zi)(zi)(zi)，比如說，當電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)跌落(luo)到相對短距離原子(zi)(zi)(zi)是(shi)以(yi)(yi)這(zhe)樣的(de)(de)方式排列。結果，由于電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)頻率這(zhe)么低(di)的(de)(de)情(qing)況下人的(de)(de)眼睛是(shi)無法(fa)看得到的(de)(de)。

可(ke)見光(guang)(guang)發光(guang)(guang)二極(ji)(ji)管(guan)，比如(ru)用在數(shu)字顯(xian)示式(shi)時鐘的，間隙的大(da)小決(jue)定(ding)了(le)光(guang)(guang)子的頻(pin)率(lv)，換句話(hua)說(shuo)就(jiu)是(shi)決(jue)定(ding)了(le)光(guang)(guang)的色彩(cai)。當所有(you)二極(ji)(ji)管(guan)都(dou)發出光(guang)(guang)時，大(da)多數(shu)都(dou)不是(shi)很(hen)有(you)效的。在普通(tong)二極(ji)(ji)管(guan)里，半導體材(cai)料本身吸(xi)引大(da)量的光(guang)(guang)能而結束。發光(guang)(guang)二極(ji)(ji)管(guan)是(shi)由一個塑性燈泡(pao)覆蓋集(ji)中燈光(guang)(guang)在一個特定(ding)方向。

半(ban)導體發光(guang)二極管工作原(yuan)理、特性(xing)及應用

半(ban)導體(ti)發光器件包括半(ban)導體(ti)發光二(er)(er)極管(guan)(guan)(guan)(guan)(LED)、數(shu)字管(guan)(guan)(guan)(guan)、符號(hao)管(guan)(guan)(guan)(guan)、儀表(biao)管(guan)(guan)(guan)(guan)和點陣(zhen)顯示器(稱為矩陣(zhen)管(guan)(guan)(guan)(guan))。事實上(shang)，數(shu)字管(guan)(guan)(guan)(guan)、符號(hao)管(guan)(guan)(guan)(guan)、儀表(biao)管(guan)(guan)(guan)(guan)和矩陣(zhen)管(guan)(guan)(guan)(guan)中的每個發光單(dan)元都是發光二(er)(er)極管(guan)(guan)(guan)(guan)。

1。半導體發光二極管的工作原(yuan)理、特點及應用(1)LED發光原(yuan)理。

發光(guang)(guang)二極管是由(you)IIA-Ⅳ化(hua)合(he)(he)物半導體(ti)制成的，如GaAs(沈華佳)、GaP(GaP磷化(hua)物)、GaAsP(phosphor Shen Huajia)等半導體(ti)，其核心(xin)是PN結。因此，它具(ju)有一(yi)般p-n結的i-n特性(xing)，即正(zheng)向(xiang)傳導、反向(xiang)截止和擊穿特性(xing)。此外，在(zai)一(yi)定條件下(xia)，它還具(ju)有發光(guang)(guang)性(xing)能。在(zai)正(zheng)電壓(ya)下(xia)，電子從N區(qu)注入(ru)P區(qu)，空(kong)穴從P區(qu)注入(ru)N區(qu)。在(zai)另一(yi)個區(qu)域(yu)中，少數載(zai)體(ti)(少數)與(yu)大多數載(zai)體(ti)(多個)結合(he)(he)發光(guang)(guang)，如圖1所(suo)示。

假設發光(guang)發生在(zai)(zai)P區(qu)，注入的(de)(de)(de)電(dian)子直接與價帶孔和(he)光(guang)結合，或者首先(xian)由發光(guang)中(zhong)(zhong)心捕獲，然后與空(kong)穴(xue)結合。除了這(zhe)種(zhong)發光(guang)復(fu)(fu)合，一些(xie)電(dian)子被非發光(guang)中(zhong)(zhong)心捕獲(中(zhong)(zhong)心位于導帶的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)間和(he)中(zhong)(zhong)間帶的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)間)，然后與空(kong)穴(xue)復(fu)(fu)合，并且每(mei)個釋放的(de)(de)(de)能量小，可(ke)見光(guang)不能。形成。發光(guang)化合物與非發光(guang)化合物的(de)(de)(de)比(bi)例越(yue)大，光(guang)量子效(xiao)率越(yue)高。由于復(fu)(fu)合在(zai)(zai)少數擴散區(qu)中(zhong)(zhong)是發光(guang)的(de)(de)(de)，光(guang)僅發生在(zai)(zai)pn結附近的(de)(de)(de)m個數內。

理(li)論和實踐證明，光的峰(feng)值波長λ與發光材料中(zhong)的半導體材料的帶(dai)隙EG有關。

λ1240/EG(mm)

公式中的(de)(de)EG單位是EV(電(dian)子伏(fu)特)。如(ru)果能產生可見光(guang)(guang)(在380nm紫外(wai)光(guang)(guang)到780nm紅光(guang)(guang))，則半導體材料的(de)(de)EG應(ying)介于3.26和(he)1.63eV之(zhi)間。紅燈的(de)(de)長光(guang)(guang)是紅外(wai)光(guang)(guang)。紅外(wai)、紅色(se)、黃色(se)、綠色(se)和(he)藍(lan)色(se)發(fa)光(guang)(guang)二極管(guan)現在是可用的(de)(de)，但藍(lan)光(guang)(guang)二極管(guan)昂貴(gui)和(he)昂貴(gui)的(de)(de)使用。

(二)LED的特性

1的意義。極限參(can)數

(1)允許功率PM：添加到LED兩端的(de)(de)正DC電壓(ya)和流(liu)過(guo)它的(de)(de)電流(liu)的(de)(de)最大值。超過(guo)這個值，LED是(shi)熱的(de)(de)和損(sun)壞的(de)(de)。

(2)最大(da)(da)正向(xiang)直流IFM：允許添(tian)加的最大(da)(da)正DC電流。超過(guo)這(zhe)個值會損壞(huai)二極管(guan)。

(3)最(zui)大反向電壓VRM：允許的最(zui)大反向電壓。如(ru)果超過此值，則可(ke)能損壞LED。

(4)LED工(gong)(gong)作環(huan)境(jing)的(de)環(huan)境(jing)溫度(du)范圍：LED可(ke)以正常工(gong)(gong)作。低于(yu)或(huo)高于(yu)溫度(du)范圍，LED將無法正常工(gong)(gong)作，并將大大降低效率。

2的意義。電(dian)參(can)數

(1)光譜分(fen)布和峰值波長：發光二極(ji)管產生的光不是單一(yi)波長，其波生長體如圖2所示。

從圖中可以看出(chu)λ0波(bo)長(chang)的強度最大，波(bo)長(chang)是(shi)峰(feng)值波(bo)長(chang)。

(2)發光(guang)強(qiang)度(du)IV：發光(guang)二極管的(de)(de)發光(guang)強(qiang)度(du)通常是指在(zai)正常線方向上(shang)的(de)(de)光(guang)強(qiang)(對于(yu)圓柱形(xing)發光(guang)管是其軸線)。如果在(zai)這個方向上(shang)的(de)(de)輻(fu)射強(qiang)度(du)為(1/683)W/Sr，那(nei)么發光(guang)是1燭光(guang)(符號CD)。由于(yu)一般LED的(de)(de)發光(guang)強(qiang)度(du)為2，發光(guang)強(qiang)度(du)通常為坎德(de)拉(MCD)。

(3)光(guang)譜(pu)半寬(kuan)度(du)(1/2)：表(biao)示發光(guang)管(guan)的(de)光(guang)譜(pu)純度(du)。它指的(de)是(shi)與圖3中(zhong)光(guang)的(de)峰值強(qiang)度(du)相對應的(de)兩個波(bo)長之間的(de)差異(yi)。

(4)半值(zhi)角(jiao)θ1/2和視角(jiao)：θ1/2是(shi)光(guang)強值(zhi)的方向(xiang)與軸(zhou)向(xiang)強度值(zhi)的軸(zhou)向(xiang)(法線方向(xiang))之(zhi)間的夾(jia)角(jiao)。

半(ban)值(zhi)角的2倍是視(shi)角(或半(ban)功(gong)角)。

圖(tu)(tu)3示出了兩(liang)種不同(tong)類(lei)型LED的(de)發(fa)(fa)(fa)光(guang)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)角分(fen)布(bu)。垂直(正常)AO的(de)坐(zuo)標(biao)是(shi)相對發(fa)(fa)(fa)光(guang)強(qiang)(qiang)度(du)(du)，即發(fa)(fa)(fa)光(guang)強(qiang)(qiang)度(du)(du)與最(zui)大發(fa)(fa)(fa)光(guang)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)比值。顯然，法線方(fang)向(xiang)的(de)相對發(fa)(fa)(fa)光(guang)強(qiang)(qiang)度(du)(du)為1，從(cong)法線方(fang)向(xiang)的(de)角度(du)(du)越大，相對發(fa)(fa)(fa)光(guang)強(qiang)(qiang)度(du)(du)越小。這個圖(tu)(tu)形可以得到(dao)一(yi)個半值角或(huo)一(yi)個視角。

(5)正向工作(zuo)電(dian)流IF：指(zhi)LED正常時的正向值。在實際使用中，如(ru)果(guo)應(ying)選(xuan)擇低于0.6的IFM。

(6)正向工作(zuo)電(dian)壓VF：在(zai)給定的正向電(dian)流下獲得(de)參數(shu)表中(zhong)的工作(zuo)電(dian)壓。一般來說，它是在(zai)IF=20mA下測(ce)量(liang)的。在(zai)VF下，發(fa)光二極管的正向電(dian)壓為1.4～3V。當外界溫度升(sheng)高時，VF就會下降。

(7)V-I特性：LED的電(dian)壓和(he)電(dian)流之間的關系如圖4所示。

當正向(xiang)(xiang)電(dian)壓小(xiao)于某一值(稱為閾值)時，電(dian)流(liu)非常小(xiao)并且不發(fa)(fa)光。當電(dian)壓超過一定值時，正向(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)隨著電(dian)壓的增加而迅速增加，并被(bei)照亮。LED的正向(xiang)(xiang)電(dian)壓、反(fan)向(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)和反(fan)向(xiang)(xiang)電(dian)壓可以(yi)從V-I曲線得到。前向(xiang)(xiang)發(fa)(fa)光管的反(fan)向(xiang)(xiang)漏電(dian)流(liu)低于IR<10μA。

(三)LED的(de)分類(lei)

1。根據發(fa)光(guang)管的發(fa)光(guang)顏色

 根據發(fa)光管的(de)發(fa)光顏色(se)，可分(fen)為紅、橙、綠(lv)(lv)(再分(fen)為黃綠(lv)(lv)色(se)、標準綠(lv)(lv)、純綠(lv)(lv))、藍光等(deng)。此外，一(yi)些發(fa)光二極管包含兩個或三(san)個彩色(se)芯片。

發光二極管(guan)可以分為(wei)四種類型，它們(men)是透明的、無(wu)色(se)(se)(se)的、透明的、有(you)(you)色(se)(se)(se)的、有(you)(you)色(se)(se)(se)的和無(wu)色(se)(se)(se)的。散(san)射的發光二極管(guan)用于引導燈。

2。光發射管(guan)的光表(biao)面特性

根據(ju)發(fa)(fa)光管、圓燈(deng)、方形燈(deng)、矩形、表面(mian)發(fa)(fa)光管、側管、表面(mian)安(an)裝微(wei)型管等特點(dian)，將圓燈(deng)分為(wei)(wei)直(zhi)徑(jing)2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm和φ20mm AC。根據(ju)直(zhi)徑(jing)。在國外，3mm的發(fa)(fa)光二(er)極管通常被記(ji)錄為(wei)(wei)T-1;PHI 5mm被記(ji)錄為(wei)(wei)T-1(3/4);4.4mm被記(ji)錄為(wei)(wei)T-1(1/4)。

圓形(xing)發(fa)光(guang)強度的角(jiao)分布(bu)可以(yi)從半值(zhi)角(jiao)的大小來(lai)估計。從發(fa)光(guang)強度的角(jiao)度分布(bu)可分為(wei)三類。

(1)高(gao)指(zhi)向性(xing)。通常，它(ta)是尖端環氧(yang)封裝或(huo)金屬反射(she)器腔封裝，而不添(tian)加(jia)散射(she)劑。半值角(jiao)為5°～20°或(huo)更(geng)小，具有(you)很高(gao)的方向性(xing)。它(ta)可作為局部(bu)照明光源或(huo)與光探測(ce)器結(jie)合形(xing)成自動檢(jian)測(ce)系(xi)統。

(2)標準型(xing)。通常用作指示燈，其半角(jiao)為(wei)20至(zhi)45度。

(3)散射(she)(she)型。這是一個大角度(du)指(zhi)示器，具(ju)有45到90度(du)或更大的(de)半角，以(yi)及(ji)更大的(de)散射(she)(she)劑。

三(san)。根據發光二極管(guan)的(de)結構

根據發光二極管的結構，它具有全(quan)環(huan)氧封裝、金屬(shu)基(ji)環(huan)氧封裝、陶瓷基(ji)環(huan)氧封裝和玻璃封裝。

4。根據發光強度和工(gong)作電流

將光強和(he)工(gong)作電流分(fen)為(wei)普(pu)通亮度的LED(光強<10MCD)、超(chao)高(gao)亮度(>100MCD)LED和(he)10～100MCD的高(gao)亮度發光二(er)極管(guan)。

一般來說(shuo)，LED的(de)工作電流在10毫安(an)到幾(ji)十毫安(an)的(de)范圍內，而低(di)電流LED的(de)工作電流低(di)于(yu)2mA(與普通發光管相同的(de)亮度(du))。

除了上述分類方(fang)(fang)法(fa)之外，還存在對芯片材(cai)料進(jin)行(xing)分類并根據它(ta)們(men)的功能進(jin)行(xing)分類的方(fang)(fang)法(fa)。

(四(si))LED的(de)應用

由于(yu)發光二極(ji)(ji)管的(de)顏色(se)、尺寸(cun)、形狀、發光強(qiang)度和(he)透明性，應根據(ju)實際需要適當(dang)選擇發光二極(ji)(ji)管的(de)使用。 

由(you)于LED具(ju)有最大正電(dian)流IFM和最大反(fan)向(xiang)電(dian)壓VRM，所以在(zai)使用(yong)時應保(bao)證(zheng)不超過此值。為(wei)了安全起見(jian)，實(shi)際的IF應低于0.6IFM;應允許反(fan)向(xiang)電(dian)壓VR<0.6VRM。

LED廣泛應用(yong)于(yu)電(dian)子設備(bei)和電(dian)子設備(bei)中。可作為功率(lv)指示器、電(dian)平指示器或微型光源(yuan)。紅外光管經常(chang)用(yong)于(yu)電(dian)視機(ji)、錄(lu)像機(ji)等的遙控。

(1)使用高亮度(du)或超高亮度(du)LED制(zhi)作微光(guang)手電(dian)(dian)筒電(dian)(dian)路，如圖5所示。圖中電(dian)(dian)阻R限(xian)流電(dian)(dian)阻器(qi)應確保(bao)當電(dian)(dian)源電(dian)(dian)壓最高時(shi)，LED的電(dian)(dian)流應小(xiao)于(yu)最大允許(xu)電(dian)(dian)流IFM。

(2)圖(tu)6(a)、(b)、(c)分別(bie)為直流(liu)電(dian)源、整(zheng)流(liu)電(dian)源和交流(liu)電(dian)源指示電(dian)路。

圖(a)中的電阻(zu)(E-VF)/IF;

R1.4VIVF(1.4VIVF)/IF在圖(B)中;

圖(tu)中的R VI/IF(C)

在(zai)公式中，Vi-AC電壓值。

 (3)單LED電平指示(shi)電路。在(zai)放大器(qi)、振蕩器(qi)或(huo)脈(mo)沖數字電路的輸(shu)出端，LED可以用(yong)來指示(shi)輸(shu)出信號是(shi)否正常，如圖7所示(shi)。R是(shi)限流電阻器(qi)。只有當輸(shu)出電壓大于(yu)LED閾值電壓時，LED才能夠(gou)發光。

(4)單LED可作為低壓(ya)穩(wen)壓(ya)器使(shi)用。當LED被(bei)接通(tong)時，電(dian)流隨電(dian)壓(ya)變(bian)化非常快。具有穩(wen)壓(ya)穩(wen)壓(ya)的特點。LED的穩(wen)定電(dian)壓(ya)在(zai)1.4～3V之(zhi)間，如圖(tu)8所示(shi)，應根據(ju)需(xu)要選擇VF。

(5)水平(ping)表。目前(qian)，LED液位計被廣泛應(ying)用(yong)于音頻設備中。它使用(yong)多個發(fa)光管來指示輸出信號電平(ping)，即發(fa)光二極管的數目不同，這意味著輸出電平(ping)改變。

改變(bian)。圖9是由5個發光(guang)二極(ji)管組成的液位表。當(dang)輸入(ru)信號電平很(hen)低時(shi)(shi)，它不發光(guang)。當(dang)輸入(ru)信號電平增加時(shi)(shi)，第(di)一LeD1是亮的，然后(hou)增加LeD2。

(五)發光二極管的檢測

檢出率為1。普通發光二(er)極管

(1)使用(yong)(yong)萬用(yong)(yong)表進行測(ce)(ce)試。X萬歐姆指(zhi)針式(shi)萬用(yong)(yong)表可(ke)以(yi)大致判斷LED的質量。正(zheng)常情況(kuang)下，二極管(guan)的正(zheng)電(dian)(dian)阻為幾十～200K歐姆，反向電(dian)(dian)阻值為零。如果正(zheng)向電(dian)(dian)阻為0或(huo)為零，則反向電(dian)(dian)阻值非常小或(huo)0，因此很容易損壞。這種(zhong)測(ce)(ce)試方法不能看到(dao)發光管(guan)的發光，因為10K LED不能向管(guan)提(ti)供大的正(zheng)向電(dian)(dian)流。

如(ru)果你(ni)有(you)兩個指針萬(wan)用(yong)(yong)(yong)表(biao)(biao)(biao)(biao)(最好(hao)是同(tong)一類型)，你(ni)可以更好(hao)地檢查LED的(de)(de)(de)(de)發(fa)光(guang)情況(kuang)。將萬(wan)用(yong)(yong)(yong)表(biao)(biao)(biao)(biao)之一的(de)(de)(de)(de)“+”端(duan)子與另一表(biao)(biao)(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)“-”端(duan)子連接。剩(sheng)余的(de)(de)(de)(de)“-”筆(bi)連接到發(fa)光(guang)管的(de)(de)(de)(de)正極(ji)(P區)，剩(sheng)余的(de)(de)(de)(de)“+”筆(bi)連接到發(fa)光(guang)管的(de)(de)(de)(de)負極(ji)(N區)。兩個萬(wan)用(yong)(yong)(yong)表(biao)(biao)(biao)(biao)都設置為10Ω。在(zai)正常情況(kuang)下，它將能(neng)(neng)夠在(zai)連接后正常發(fa)光(guang)。如(ru)果亮度很(hen)低，或者甚至(zhi)不亮，兩個萬(wan)用(yong)(yong)(yong)表(biao)(biao)(biao)(biao)可以分配給X 1Ω，如(ru)果它仍(reng)然(ran)是黑(hei)暗(an)的(de)(de)(de)(de)，甚至(zhi)不發(fa)光(guang)，則表(biao)(biao)(biao)(biao)明LED是壞(huai)的(de)(de)(de)(de)或損(sun)壞(huai)的(de)(de)(de)(de)。需要注意的(de)(de)(de)(de)是，在(zai)測量開(kai)始(shi)時，兩個萬(wan)用(yong)(yong)(yong)表(biao)(biao)(biao)(biao)不能(neng)(neng)放置在(zai)1歐姆中，以避免(mian)過大的(de)(de)(de)(de)電(dian)流和(he)損(sun)壞(huai)LED。

(2)外部(bu)電源測量(liang)。使(shi)用(yong)3V電壓(ya)調(diao)節器或(huo)兩(liang)系列干電池和萬用(yong)表(指針或(huo)數字(zi))，可以更精確地(di)測量(liang)LED的(de)光(guang)和電特(te)性。為此，連接電路可以在圖10中示(shi)出。如果(guo)(guo)VF測量(liang)在1.4和3V之間，并且發(fa)光(guang)亮度是正常(chang)的(de)，則可以指示(shi)發(fa)光(guang)是正常(chang)的(de)。如果(guo)(guo)測量(liang)VF=0或(huo)VF 3V，并且它不發(fa)光(guang)，則發(fa)光(guang)管被破壞。

檢出(chu)率為(wei)2。紅外發光二極管

由于紅(hong)外(wai)(wai)發光(guang)二(er)極管發射出1～3微米的(de)(de)(de)紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)，人眼(yan)看不(bu)(bu)到。通常(chang)，單(dan)個(ge)紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)發射二(er)極管的(de)(de)(de)發射功率僅為MW，不(bu)(bu)同(tong)(tong)類型的(de)(de)(de)紅(hong)外(wai)(wai)LED的(de)(de)(de)強(qiang)度角分布也不(bu)(bu)同(tong)(tong)。紅(hong)外(wai)(wai)LED的(de)(de)(de)正壓(ya)降一般為1.3～2.5V，這是(shi)(shi)因為它(ta)發射的(de)(de)(de)不(bu)(bu)可見紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)，可見光(guang)LED的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)方法只能用來判斷PN結的(de)(de)(de)正反電(dian)性能是(shi)(shi)否(fou)正常(chang)，但它(ta)是(shi)(shi)。不(bu)(bu)可能確定它(ta)們的(de)(de)(de)發光(guang)是(shi)(shi)否(fou)正常(chang)。為此(ci)，最好(hao)準備一個(ge)光(guang)敏器(qi)件，如2Cr和2DR硅光(guang)電(dian)池(chi)，作(zuo)為接收器(qi)。使用萬用表測(ce)量(liang)電(dian)池(chi)兩端電(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)變化。確定在適當的(de)(de)(de)正向電(dian)流(liu)之后是(shi)(shi)否(fou)發射紅(hong)外(wai)(wai)LED。其測(ce)量(liang)電(dian)路如圖11所(suo)示(shi)。

二(er)、LED顯示結(jie)構及分類(lei)

LED芯片(pian)的正(zheng)確連接(包括串并聯)和適當的光(guang)(guang)學(xue)結構。可以形成(cheng)發(fa)光(guang)(guang)顯(xian)(xian)(xian)示(shi)器的發(fa)光(guang)(guang)部分(fen)或(huo)(huo)發(fa)光(guang)(guang)點(dian)。這(zhe)些(xie)發(fa)光(guang)(guang)部分(fen)或(huo)(huo)發(fa)光(guang)(guang)點(dian)可用于形成(cheng)數字管(guan)(guan)、符(fu)號管(guan)(guan)、米(mi)管(guan)(guan)、矩(ju)陣管(guan)(guan)、水平顯(xian)(xian)(xian)示(shi)管(guan)(guan)等。通常，數碼(ma)管(guan)(guan)、符(fu)號管(guan)(guan)和儀表管(guan)(guan)通常被(bei)稱為筆顯(xian)(xian)(xian)示(shi)器，筆畫顯(xian)(xian)(xian)示(shi)器和矩(ju)陣管(guan)(guan)統稱為字符(fu)顯(xian)(xian)(xian)示(shi)器。

(1)LED顯示(shi)結構(gou)

基本半導體(ti)數字管(guan)由(you)圖12中布置的七個條形發(fa)光二極管(guan)芯片(pian)構成。可以實現0～9的顯示。其具體(ti)結構包(bao)括“反射(she)蓋型”、“條七段式(shi)”和(he)“單(dan)片(pian)多位式(shi)”。

(1)反(fan)(fan)(fan)射式鐘型數碼管通常采用白色塑料(liao)制成具有(you)反(fan)(fan)(fan)射腔的(de)(de)七段殼體，在反(fan)(fan)(fan)射板七反(fan)(fan)(fan)射腔對(dui)面(mian)的(de)(de)印(yin)刷電(dian)路板上安(an)裝一個LED。每個反(fan)(fan)(fan)射腔的(de)(de)中心是LED芯(xin)片(pian)(pian)。在加載反(fan)(fan)(fan)射器之前，在芯(xin)片(pian)(pian)和印(yin)刷電(dian)路上連接(jie)(jie)芯(xin)片(pian)(pian)和相應(ying)金(jin)屬(shu)帶之間(jian)的(de)(de)30μm的(de)(de)硅鋁線或金(jin)屬(shu)引線，將(jiang)環氧(yang)樹脂滴入反(fan)(fan)(fan)射器中，然(ran)后(hou)將(jiang)帶有(you)芯(xin)片(pian)(pian)的(de)(de)印(yin)刷電(dian)路板粘(zhan)接(jie)(jie)到反(fan)(fan)(fan)射器上。然(ran)后(hou)再凝固。

反(fan)射鏡式數(shu)碼管封(feng)裝(zhuang)(zhuang)有兩種(zhong)方(fang)法。使用散射劑和染料的環氧樹(shu)脂被(bei)用在一個或(huo)兩個位(wei)置裝(zhuang)(zhuang)置中。為(wei)了提高(gao)器件(jian)的可靠(kao)性，必須在芯片和底(di)板上涂覆(fu)透(tou)明絕緣膠(jiao)，以提高(gao)器件(jian)的可靠(kao)性。這也可以提高(gao)光學效率。這種(zhong)方(fang)法通常(chang)用于四位(wei)以上的數(shu)字(zi)顯示(shi)(或(huo)符(fu)號(hao)顯示(shi))。

(2)帶(dai)狀七段數碼(ma)管(guan)是一(yi)種混合封(feng)裝。它(ta)是一(yi)種用于芯(xin)的磷(lin)化鎵或磷(lin)化鎵晶片，它(ta)被(bei)分為(wei)一(yi)個或幾(ji)個LED發光條，然后將相(xiang)同的七個棒粘接(jie)到日常的“伐木”框架上，并且(qie)(qie)內引線(xian)與壓力焊接(jie)過(guo)程連接(jie)，并且(qie)(qie)環氧樹脂被(bei)密封(feng)。

(3)單片(pian)多數(shu)字顯示(shi)在發光(guang)材料基(ji)片(pian)(大(da)圓片(pian))上。利用(yong)集成電(dian)路(lu)技(ji)術制作了大(da)量的(de)七個數(shu)字顯示(shi)圖形。通過(guo)切(qie)屑選擇(ze)合格的(de)芯片(pian)。對應件(jian)連(lian)接(jie)在印刷電(dian)路(lu)板(ban)上，通過(guo)壓力焊接(jie)工藝引(yin)出引(yin)線，并在其上覆蓋“魚眼透鏡”外殼。它們適用(yong)于小型數(shu)字儀表。

(4)符號管和米形管與數字管相似。

(5)還可(ke)以采用單片集成多數字顯(xian)示(shi)技術(shu)來(lai)制作矩陣管(guan)(發光二(er)極管(guan)點陣)。

(二)LED顯(xian)示(shi)屏的分(fen)類

(1)根據高分：筆畫顯(xian)示字的最小(xiao)高度為1mm(單片多(duo)數字管字符一(yi)般為2～3mm)。其他(ta)類(lei)型(xing)的中風顯(xian)示器可以達到12.7毫米(0.5英寸)，甚至數百毫米。

(2)有紅、橙(cheng)、黃、綠三種顏色。

(3)根(gen)據該結構，它具有反(fan)射蓋型、單七段和單片集(ji)成。

(4)從各發(fa)光部(bu)的連接方式看，共有兩個(ge)共同(tong)的陽極(ji)和(he)共同(tong)的陰極(ji)。

所(suo)謂的(de)(de)(de)(de)“普通楊”模(mo)式是(shi)指顯示器的(de)(de)(de)(de)每個部分的(de)(de)(de)(de)陽極(P面積)，這是(shi)常(chang)見的(de)(de)(de)(de)，而(er)陰極是(shi)相互隔離(li)的(de)(de)(de)(de)。

常見的陰模是(shi)顯示器各(ge)部分(fen)的發光(guang)管的陰極，也就是(shi)說，N區是(shi)常見的，而(er)陽極是(shi)相互(hu)隔離的。如圖13所示。

(三)LED顯示參數

由(you)于LED顯示(shi)器(qi)是基(ji)于LED的，其(qi)光(guang)(guang)學、電氣和限制參(can)(can)數(shu)最類似(si)于發光(guang)(guang)二(er)極(ji)管(guan)。然而，由(you)于LED顯示(shi)器(qi)中有(you)許(xu)多發光(guang)(guang)二(er)極(ji)管(guan)，所以有(you)如(ru)下特殊參(can)(can)數(shu)：

1。發光強(qiang)度比

由于數字(zi)管的截面在相同的驅動電壓下具有(you)不(bu)同的正(zheng)向電流，所以(yi)每個部分的強度是(shi)不(bu)同的。所有(you)光強的最(zui)大值和(he)最(zui)小值之(zhi)間(jian)的比值是(shi)發光強度的比率(lv)。該比值可以(yi)在1.5和(he)2.3之(zhi)間(jian)，最(zui)大值不(bu)應超過2.5。

2。脈(mo)沖正向(xiang)電(dian)流(liu)

如果筆(bi)顯示器的(de)每個典型正(zheng)向(xiang)(xiang)工作電(dian)流(liu)為IF，則正(zheng)向(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)可比脈沖下的(de)電(dian)流(liu)大得(de)多(duo)。占空比越(yue)小，脈沖的(de)正(zheng)向(xiang)(xiang)電(dian)流(liu)越(yue)大。

(四(si))LED顯示屏(ping)應用指南

1。七段(duan)數字(zi)顯示

(1)如果數字航(hang)空是一種常見的陽(yang)極(ji)(ji)形式，其驅(qu)動階段應該是集電極(ji)(ji)開路(lu)(OC)結構(gou)　　如果數字管(guan)是公共陰極(ji)(ji)，其驅(qu)動電平應該是發射極(ji)(ji)輸出(chu)或源(yuan)輸出(chu)電路(lu)，