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发光二极管正向和反向电压的电路图

文章作者:照明工业 上传时间:2020-03-24

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现今人们看到最多的显示装置是什么?大家的回答想必都是显示屏,其实有一个已经融入我们生活各个角落的重要显示装置,那就是常见的小led,他们是如何实现显示呢?

的相关介绍,并着重对发光二极管的正向电压与反向电压的区分进行了详细的描述。

led大家族简述

发光二极管

led是light emitting diode的缩写,即发光二极管,是一种应用非常广泛的半导体发光/显示元件。发光二极管是由ⅲ-ⅳ族化合物,如gaas、gap、gaasp等半导体制成的,其核心是pn结。因此它具有一般p-n结的i-n特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。在正向电压下,电子由n区注入p区,空穴由p区注入n区,进入对方区域的少数载流子一部分与多数载流子复合而发光。通过使用不同的材料及工艺,led可以发出红色、绿色、黄色、白色、蓝色、橙色灯光。

发光二极管简称为led。由含镓、砷、磷、氮等的化合物制成。

在市面上,led产品有发光二极管、数码管、米字管、符号管、点阵显示屏、led背光、led照明灯等,参考如下图1所示。事实上,数码管、米字管、符号管、点阵显示屏……当中的每个发光单元都是一个发光二极管。

当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管和无机发光二极管led。

图1 常见led显示模块

原理

led特性分析

32007.com太阳集团,它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极

使用不同材料(管芯材料)的led,其正向电压也有所不同,在设计电路前要先了解一下它们的基本特性,参考如表1所列。

管一样是由一个pn结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从p区注入到n区的空穴和由n区注入到p区的电子,在pn结附近数微米内分别与n区的电子和p区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压大于5伏。它的正向伏安特性曲线很陡,使用时必须串联限流电阻以控制通过二极管的电流。限流电阻r可用下式计算:

表1 常用发光二极管基础特性表

r=/if

注意:设计led电路时,工作电流最好小于0.6 ifm,这样led使用寿命会更长。

式中e为电源电压,uf为led的正向压降,if为led的正常工作电流。发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为pn结。在某些半导体材料的pn结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。pn结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称led。 当它处于正向工作状态时,电流从led阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。

独立led灯驱动电路

特点

1、电源指示灯

电压

图2 5v和3.3v电源指示灯电路

led使用低压电源,供电电压在直流3-24v之间,根据产品不同而异,也有少数dc36v、dc40v等,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。

d1采用红色led灯(gaasp管芯),封装形式由产品要求决定。工作电流计算如下:

效能

常规设计,if要在0.5~3ma范围内,减少电源指示灯对电能的消耗。对于5v电源,限流电阻r1推荐采用3k;对于3.3v电源,限流电阻r1推荐采用1k。

消耗能量较同光效的白炽灯减少80%左右,较节能灯减少40%左右。

2、状态指示灯

适用性

对于单片机,其i/o灌电流可达20ma(具体芯片要以数据手册为准),可以直接使用i/o控制led灯作为状态指示。

体积很小,每个单元led小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境

图3 独立led灯驱动—灌电流方式

稳定性

当相应的i/o输出0时led灯点亮,输出1时led灯熄灭。电流计算公式如下:

10万小时,光衰为初始的50%

来源:网络,如侵删

响应时间

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其白炽灯的响应时间为毫秒级,led灯的响应时间为纳秒级

01-2510:26

环境污染

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