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LED或發(fā)光二極管是一種簡單的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)，這種簡單的二極管就會發(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層之間施加電勢差時(shí)，來自N層的電子向著活性材料移動并與空穴結(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– 光輸出中的能級取決于所施加的電壓和半導(dǎo)體電子中的電荷。能級為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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