LED介紹
LED或發(fā)光二極管是一種簡(jiǎn)單的PN結(jié)二極管,由具有更大能壘的材料制成。當(dāng)供應(yīng)給LED結(jié)時(shí),電子從價(jià)帶移動(dòng)到導(dǎo)帶。當(dāng)電子失去能量并回到其原始狀態(tài)時(shí),將發(fā)射光子。該發(fā)射的光處于光的可見頻率范圍的頻帶中。
LED
當(dāng)其pn結(jié)被低至1伏的電壓偏置時(shí),這種簡(jiǎn)單的二極管就會(huì)發(fā)光。大多數(shù)LED在1.5伏至2伏之間工作,但是高亮度類型(尤其是白,藍(lán)和粉紅色LED)需要3伏才能提供最大的亮度。通過LED的電流應(yīng)限制為20 -30毫安,否則設(shè)備將被燒毀。白光和藍(lán)光LED可以承受40毫安的電流。
LED具有由鎵化合物組成的半導(dǎo)體芯片,該鎵化合物具有受電流影響而發(fā)出光子的特性。芯片連接到兩個(gè)用于提供電源電壓的接線柱。整個(gè)組件封裝在環(huán)氧樹脂盒中,并且端子伸出。LED的長(zhǎng)引線為正,而短引線為負(fù)。最初,LED中使用的半導(dǎo)體是砷化鎵磷酸鹽(GaAsP),而砷化鎵鋁(GaAlAs)現(xiàn)在在高亮度LED中使用了幾天。藍(lán)色和白色LED使用氮化銦鎵(InGaN),而多色LED使用不同的材料組合來產(chǎn)生不同的顏色。白光LED包含帶有白色無機(jī)熒光粉的藍(lán)籌碼。當(dāng)藍(lán)光撞擊熒光粉時(shí),將發(fā)出白光。
LED根據(jù)電致發(fā)光發(fā)光。LED中的半導(dǎo)體材料具有P型和N型區(qū)域。p區(qū)帶有正電荷,稱為正空穴,而N區(qū)則釋放電子。光子發(fā)射材料夾在P和N層之間。當(dāng)在P和N層之間施加電勢(shì)差時(shí),來自N層的電子向著活性材料移動(dòng)并與空穴結(jié)合。這從活性材料以光的形式釋放能量。根據(jù)活性材料的類型,將產(chǎn)生不同的顏色。
8種類型的LED及其所用材料
1.砷化鋁鎵–紅外LED
2.砷化鋁鎵,磷化鎵砷,磷化鎵–紅色LED
3.磷化鋁鎵,氮化鎵–綠色LED
4.鋁鎵磷化物,砷化鎵磷化物,磷鎵化物–黃色LED
5.鋁鎵銦磷化物–橙色LED
6.氮化銦鎵,碳化硅,藍(lán)寶石,硒化鋅–藍(lán)色LED
7.基于氮化鎵的氮化銦鎵–白光LED
8.氮化銦鎵,氮化鋁鎵–紫外線LED
8個(gè)LED參數(shù)
1.光通量-它是來自LED的能量,以流明(lm)或毫流明(mlm)為單位進(jìn)行測(cè)量
2.發(fā)光強(qiáng)度–它是一個(gè)覆蓋區(qū)域的發(fā)光通量,以坎德拉(cd)表示。LED的亮度取決于發(fā)光強(qiáng)度。
3.發(fā)光效率–表示相對(duì)于所施加電壓的光。它的單位是流明每瓦(lm w)。
4.正向電壓(Vf)–它是LED兩端的電壓降。它的范圍從紅色LED的1.8伏到綠色和黃色LED的2.2伏不等。在藍(lán)色和白色LED中,該電壓為3.2伏。
5.正向電流(If)–這是允許通過LED的最大電流。普通LED的范圍為10 mA至20mA,而白色和藍(lán)色LED的范圍為20mA至40mA。高亮度1瓦LED需要100 – 350毫安的電流。
6.視角–也稱為偏軸角度。它是發(fā)光強(qiáng)度下降到半軸值。這會(huì)導(dǎo)致在全條件下充滿亮度。高亮度類型的LED具有狹窄的視角,因此光將聚焦成光束。
7.能級(jí)– 光輸出中的能級(jí)取決于所施加的電壓和半導(dǎo)體電子中的電荷。能級(jí)為E = qV,其中q是電子中的電荷,V是施加的電壓。q通常為-1.6×1019焦耳。
8. LED的功率–是正向電壓乘以正向電流。如果多余的電流流過LED,則會(huì)縮短其壽命。因此,通常使用470歐姆至1K的串聯(lián)電阻來限制流過LED的電流。
可以使用公式Vs – Vf / If選擇LED電阻器。其中Vs是輸入電壓,Vf是LED的正向電壓,If是LED的正向電流。
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