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半导体经二极管称晶体二极额友学答日跟已置扬守管,简称二极管(diode);往向传送电流电零件种具1零件号
接合2端器件具按照外加电压向使电360问答流流或流性质
几乎所电电路都要用半导体二极管许电路起着重要作用诞早半导体器卫件其应用非广泛
二极管管压降:硅二极管企上系三办宣伤哥载(发光类型)向管压降0.7V发光二极管向管压降1.7V

二极管工作原理
晶体盾河倒故会封响二极管由p型半导体n型半导体形p-n结其界面处两侧形空间电荷层并建自建电场存外加电压由于p-n 结两边载流浓度差引起扩散电流自建电场引起漂移电流相等处于电平衡状态外界向电压偏置外界电场自建电场互相抑消作用使载流扩散电流增加引起向电流外界反向精钢从歌注军抗般十电压偏置外界电场自建电场由重哪计案强限进步加强形定反向电压范围内与反向偏置电压值关反向饱电流I0外加反向电压高定程度p-n结空间电荷层电场强度农达临界值产载流倍增程产量电空穴产数值反向击穿电流称二极管击穿现象

发光二极管 发光二极管简称LED由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)化合物制二极管电与空穴复合能辐射见光用制发光二极管电路及仪器作指示灯或者组文字或数字显示磷砷化镓二极管发红光磷化镓二极管发绿苗搞步皮见首款选察留等光碳化硅二极管发黄光
半导体二极管种电能转化光能;简写LED发光二极管与普通二极管由PN结组具单向导电性给发光二极管加向电压P区注入N区空穴由N区注入P区电PN结附近数微米内别与N区电P区空穴复合产自发辐射荧光同半导体材料电空穴所处能量状态同电空穴复合释放能量少同释放能量越则发光波越短用发红光、绿光或黄光二极管
发光二极管反向击穿电压约5伏向伏安特性曲线陡使用必须串联限流电阻控制通管电流限流电阻R用式计初里算:
R=(E-UF)/IF
式E电源电压UFLED向压降IFLED般工作电流发光二极管两根力供引线较根极应按电源极发光二极管两根引线管壳凸起舌靠近舌引线极
与白炽灯泡氖灯相比发光二极管特点:工作电压低(仅点几伏);儿倍道线济喜工作电流(仅零点几华岁烧操依县代毫安即发光);抗冲击抗震性能靠性高寿命;通调制通电流强弱便调制发光强弱由于些特点发光二极管些光电控制设备用作光源许电设备用作信号显示器管做条状用7条条状发光管组7段式半导体数码管每数码管显示0~9十数目字
发光二极管类
发光二极管普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红施台亲面首外发光二极管负阻发光二极管等
1.普通单色发光二极管 普通单色发光二极管具体积、工作电压低、工作电流、发光均匀稳定、响应速度快、寿命等优点用各种直流、交流、脉冲等电企践死混将别神加存雷源驱点亮属于电流控制型半导体器件使用需串接合适限流电阻
普通单色发光二极管发光颜色与发光波关发光波取决于制造发光二极管所用丰限之载铁半导体材料红色发光二极管波般650~700nm琥珀色发光二极管波般630~650 nm 耐括兵王橙色发光二极管波般610~630 nm左右黄色发光二极管波般585 nm左右绿色发光二极管波般555~570 nm
用产普通单色发光二极管BT(厂标型号)系列、FG(部标型号)系列2EF系列见表4企受找-26、表4-27表4-28
用进口普通单色发光二极管SLR系列SLC系列等
2.高亮度单色发光二极管超高亮度单色发光二极管 高亮度单色发光二极管超高亮度单色发光二极管使用半导体材料与普通单色发光二极管同所发光强度同
通高亮度单色发光二极管使用砷铝化镓(GaAlAs)等材料超高亮度单色发光二极管使用磷铟砷化镓(GaAsInP)等材料普通单色发光二极管使用磷化镓(GaP)或磷砷化镓(GaAsP)等材料
用高亮度红色发光二极管主要参数见表4-29用超高亮度单色发光二极管主要参数见表4-30
3.变色发光二极管 变色发光二极管能变换发光颜色发光二极管变色发光二极管发光颜色种类双色发光二极管、三色发光二极管色(红、蓝、绿、白四种颜色)发光二极管
变色发光二极管按引脚数量二端变色发光二极管、三端变色发光二极管、四端变色发光二极管六端变色发光二极管
用双色发光二极管2EF系列TB系列用三色发光二极管2EF302、2EF312、2EF322等型号见表4-31
4.闪烁发光二极管 闪烁发光二极管(BTS)种由CMOS集电路发光二极管组特殊发光器件用于报警指示及欠压、超压指示其外形、内部结构图及内电路框图见图4-26图4-27
闪烁发光二极管使用须外接其元件要其引脚两端加适直流工作电压(5V)即闪烁发光
5.电压控制型发光二极管 普通发光二极管属于电流控制型器件使用需串接适阻值限流电阻电压控制型发光二极管(BTV)发光二极管限流电阻集制作体使用直接并接电源两端
LED结构及发光原理
50前已经解半导体材料产光线基本知识第商用二极管产于1960LED英文light emitting diode(发光二极管)缩写基本结构块电致发光半导体材料置于引线架四周用环氧树脂密封起保护内部芯线作用所LED抗震性能
发光二极管核部由P型半导体N型半导体组晶片P型半导体N型半导体间渡层称PN结某些半导体材料PN结注入少数载流与数载流复合余能量光形式释放电能直接转换光能PN结加反向电压少数载流难注入故发光种利用注入式电致发光原理制作二极管叫发光二极管通称LED 处于向工作状态(即两端加向电压)电流LED阳极流向阴极半导体晶体发紫外红外同颜色光线光强弱与电流关
LED光源特点
1. 电压:LED使用低压电源供电电压6-24V间根据产品同异所比使用高压电源更安全电源特别适用于公共场所
2. 效能:消耗能量较同光效白炽灯减少80%
3. 适用性:每单元LED片3-5mm形所制备各种形状器件并且适合于易变环境
4. 稳定性:10万光衰初始50%
5. 响应间:其白炽灯响应间毫秒级LED灯响应间纳秒级
6. 环境污染:害金属汞
7. 颜色:改变电流变色发光二极管便通化修饰调整材料能带结构带隙实现红黄绿兰橙色发光电流红色LED随着电流增加依变橙色黄色绿色
8. 价格:LED价格比较昂贵较于白炽灯几LED价格与白炽灯价格相通每组信号灯需由300~500二极管构
单色光LED种类及其发展历史
早应用半导体P-N结发光原理制LED光源问世于20世纪60代初所用材料GaAsP发红光(λp=650nm)驱电流20毫安光通量千几流明相应发光效率约0.1流明/瓦
70代期引入元素InN使LED产绿光(λp=555nm)黄光(λp=590nm)橙光(λp=610nm)光效提高1流明/瓦
80代初现GaAlAsLED光源使红色LED光效达10流明/瓦
90代初发红光、黄光GaAlInP发绿、蓝光GaInN两种新材料发功使LED光效幅度提高2000前者做LED红、橙区(λp=615nm)光效达100流明/瓦者制LED绿色区域(λp=530nm)光效达50流明/瓦
单色光LED应用
初LED用作仪器仪表指示光源各种光色LED交通信号灯面积显示屏广泛应用产经济效益社效益12英寸红色交通信号灯例美本采用寿命低光效140瓦白炽灯作光源产2000流明白光经红色滤光片光损失90%剩200流明红光新设计灯Lumileds公司采用18红色LED光源包括电路损失内共耗电14瓦即产同光效
汽车信号灯LED光源应用重要领域1987我始汽车安装高位刹车灯由于LED响应速度快(纳秒级)及早让尾随车辆司机知道行驶状况减少汽车追尾事故发
另外LED灯室外红、绿、蓝全彩显示屏匙扣式微型电筒等领域都应用
LED光参数介绍
LED光参数重要几面:光通量、发光效率、发光强度、光强布、波
1 发光效率光通量
发光效率光通量与电功率比发光效率表征光源节能特性衡量现代光源性能重要指标
2 发光强度光强布
LED发光强度表征某向发光强弱由于LED同空间角度光强相差随我研究LED光强布特性参数实际意义直接影响LED显示装置观察角度比体育场馆LED型彩色显示屏选用LED单管布范围窄面显示屏处于较角度观众看失真图像且交通标志灯要求较范围能识别
3 波
于LED光谱特性我主要看单色性否优良且要注意红、黄、蓝、绿、白色LED等主要颜色否纯许场合比交通信号灯颜色要求比较严格据观察现我些LED信号灯绿色发蓝红色深红现象看我LED光谱特性进行专门研究非必要且意义
LED光度测量原理
1 光强度测量
光强标准灯LED配V(λ)滤光片硅光电二极管安装调试光具座特别严格调灯丝位置LED发光部位及接受面位置
先用光强标准灯校准硅光电二极管C=E/S
式Es=IS/(d2s)
d s标准灯与接受器间距离I s标准灯光强度R s标准灯响应
E s=C •R t式E t测LED照度R t测LED响应则LED光强度I t:I t=E t •d2t
式d t LED与接受面距离
于LED讲其发光面圆盖形状光布特殊所同测量距离光强值变化偏离距离平反比定律即使固定测量距离由于接受器接受面积同其光强值变化提高测量精度应该测量距离接受面积相给予固定例测量距离按照GIE推荐采用316mm接受器面积固定10×10mm同测量距离LED转角同其光强相应变化获佳值读读数R t佳
2 光通量测量
光通量测量变角光度计转台进行转台安转LED该转台其水平面绕着垂直轴旋转±90度LED垂直面绕着测光轴旋转360度水平面垂直面转角控制通步进马达实现转台导轨随意移测量标准灯转台应离导轨
测量转盘水平面绕垂直轴旋转步进角度0.9°向90°反向90°LED自身旋转每水平角度垂直平面每隔18°进行信号采集转完360°共采集20数据按式计算总光通量
盘旋转0°~90°盘转0°~360°即盘旋转0°~90°能LED安装均匀(称)引起误差解决办盘转-90°~0°~90°盘仍转0°~360°盘0°~90°-90°~0°两范围内绝值相等角度照度值取平均值作0°~90°内值
LED总光通量测量第二种积求优点简单易行测量精度高LED总光通量计算先计算离积球入射窗口(入射窗口面积 A)1 距离标准灯(光强值 I s)进入积球内光通量ΦsΦs=I s • A /I 2
读接收器光电流信号i sLED置于窗口读相应接收器光电流信号it则LED总光通量Φ:
Φt=It/IsΦs•K
式 K 色修系数
3 LED光谱功率布测量:
发光二极管光谱功率布测量目掌握LED光谱特性色度再者已测LED光度量值进行修
测量LED光谱功率布应注意几点与标准光谱辐照度进行比较由于标准灯光谱辐强度比LED强避免问题标准灯前加性滤光片使光谱辐强度接近于LED
LED光谱宽度窄准确描绘LED光谱布轮廓采用窄带波宽度单色仪进行测量波间隔1nm
按式计算LED光谱功率布E t
Etλ=Esλ•Itλ/Isλ
式 i 标准灯波 i 处响应;E 标准灯光谱功率布;i LED波λ处响应
LED色坐标计算公式:
x=∫Etλ•xλdλ
y=∫Etλ•ydλ
z=∫Etλ•ydλ
色坐标:
x=X/(X+Y+Z)
y=X/(X+Y+Z)
计算LED主波色纯度
发光二极管与普通二极管由PN结构具单向导电性广泛应用于各种电电路、家电、仪表等设备、作电源指示或电平指示
发光二极管主要特性表
* cd(坎德拉)发光强度单位
二、发光二极管类型、主要参数
按其使用材料磷化镓(GaP)发光二极管、磷砷化镓(GaAsP)发光二极管、砷化镓(GaAs)发光二极管、磷铟砷化镓(GaAsInP)发光二极管砷铝化镓(GaAlAs)发光二极管等种
按其封装结构及封装形式除金属封装、陶瓷封装、塑料封装、树脂封装引线表面封装外加色散射封装(D)、色散射封装(W)、色透明封装(C)色透明封装(T)
按其封装外形圆形、形、矩形、三角形组合形等种图4-22几种发光二极管外形
塑封发光二极管按管体颜色红色、琥珀色、黄色、橙色、浅蓝色、绿色、黑色、白色、透明色等种圆形发光二极管外径¢2~¢20mm种规格
按发光二极管发光颜色发色光红外光色光红色光、黄色光、橙色光、绿色光等
另外发光二极管普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管负阻发光二极管等
1.普通单色发光二极管 普通单色发光二极管具体积、工作电压低、工作电流、发光均匀稳定、响应速度快、寿命等优点用各种直流、交流、脉冲等电源驱点亮属于电流控制型半导体器件使用需串接合适限流电阻
图4-23普通发光二极管应用电路
普通单色发光二极管发光颜色与发光波关发光波取决于制造发光二极管所用半导体材料红色发光二极管波般650~700nm琥珀色发光二极管波般630~650 nm 橙色发光二极管波般610~630 nm左右黄色发光二极管波般585 nm左右绿色发光二极管波般555~570 nm
用产普通单色发光二极管BT(厂标型号)系列、FG(部标型号)系列2EF系列.用进口普通单色发光二极管SLR系列SLC系列等
2.高亮度单色发光二极管超高亮度单色发光二极管 高亮度单色发光二极管超高亮度单色发光二极管使用半导体材料与普通单色发光二极管同所发光强度同
通高亮度单色发光二极管使用砷铝化镓(GaAlAs)等材料超高亮度单色发光二极管使用磷铟砷化镓(GaAsInP)等材料普通单色发光二极管使用磷化镓(GaP)或磷砷化镓(GaAsP)等材料
3.变色发光二极管 变色发光二极管能变换发光颜色发光二极管变色发光二极管发光颜色种类双色发光二极管、三色发光二极管色(红、蓝、绿、白四种颜色)发光二极管
变色发光二极管按引脚数量二端变色发光二极管、三端变色发光二极管、四端变色发光二极管六端变色发光二极管
用双色发光二极管2EF系列TB系列用三色发光二极管2EF302、2EF312、2EF322等型号见表4-31
4.闪烁发光二极管 闪烁发光二极管(BTS)种由CMOS集电路发光二极管组特殊发光器件用于报警指示及欠压、超压指示
闪烁发光二极管使用须外接其元件要其引脚两端加适直流工作电压(5V)即闪烁发光
表4-32几种用闪烁发光二极管主要参数
5.电压控制型发光二极管 普通发光二极管属于电流控制型器件使用需串接适阻值限流电阻电压控制型发光二极管(BTV)发光二极管限流电阻集制作体使用直接并接电源两端
电压控制型发光二极管发光颜色红、黄、绿等工作电压5V、9V、12V、18V、19V、24V共6种规格
表4-33BTV系列电压控制型发光二极管主要参数
6.红外发光二极管 红外发光二极管称红外线发射二极管电能直接转换红外光(见光)并能辐射发光器件主要应用于各种光控及遥控发射电路
红外发光二极管结构、原理与普通发光二极管相近使用半导体材料同红外发光二极管通使用砷化镓(GaAs)、砷铝化镓(GaAlAs)等材料采用全透明或浅蓝色、黑色树脂封装
用红外发光二极管SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列HG系列等