课题3 发光二极管的应用

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1、课题3发光二极管的应用理实一体化课程教师教案（2012—2013学年第一学期）专业名称课程名称单片机原理及应用授课教师姚志广系部山西煤炭管理干部学院课题二发光二极管的原理及应用【理论讲解】旧课复习：1、6S的基本内容2、6S的实施方案新课引入：现代生活中，许多电子数码产品的使用已非常广泛，人们熟悉的路由器、充电器、MP3，这些电子数码产品中都有闪烁发光的二极管。这就是本任务中要解决的问题。什么是发光二极管？它能起什么作用？本课题的学习目标就是认识发光二极管，熟悉发光二极管的工作原理，初步了解发光二极管在显示电路中的应用。正课内容：一、半导体发光二

2、极管工作原理、特性及应用（一）二极管的结构和符号二极管是一种采用半导体材料制成的器件，主要制造材料有硅（Si）、锗（Ge）及其他化合物，二极管用途广泛，可用来产生、控制、接收、变换信号和进行能量转换等。在人们经常见到的宾馆、银行里的发光二极管（LED）显示屏、各种LED交通信号灯、霓虹灯、装饰灯以及红外遥控器等都要用到二极管。二极管是在硅或者锗单晶基片上加工出P型区和N型区，从P型区引出二极管的正极，从N型区引出二极管的负极，两个区域之间有个结合部，它是一个特殊的薄层，成为PN结。二极管的内部其实就是一个用硅或者锗材料制造的PN结，警惕二极管的结

3、构和图形符号如图所示。二极管的结构二极管的符号（二）二极管的工作特点、主要参数和分类1、二极管的工作特点（1）二极管的单向导电性二极管的导电性能可以用下图实验来说明，把二极管V、可调直流稳压电源U、开关S和限流电阻器R和指示灯HL按图连接好后，接通开关，认真观察指示灯的状态是亮还是不亮？然后把二极管的正负极对调，接通开关后，再认真观察指示灯的状态是亮还是不亮？定义：二极管导通时，其整机电位高于负极电位，此时的外加电压称为正向电压，二极管处于正向偏执，简称“正偏”；二极管截止时，其正极电位低于负极电位，此时的外加电压成为反向电压，二极管处于反向偏置

4、，简称“反偏”。结论：二极管在加正向电压时导通，加反向电压时截止，这就是二极管的单向导电性。（2）二极管的伏安特性曲线1）正向特性外加正向电压较小时，外电场不足以克服内电场对多子扩散的阻力，PN结仍处于截止状态。正向电压大于死区电压后，正向电流随着正向电压增大迅速上升。通常死区电压硅管约为0.5V，锗管约为0.2V。2）反向特性外加反向电压时，PN结处于截止状态，反向电流很小。反向电压大于击穿电压时，反向电流急剧增加。2、二极管的主要参数（1）最大整流电流IFM是指二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。实际工作时二极管的正向平均电流不得超过

5、此值，否则二极管可能会因过热而损坏。（2）最高反向工作电压URM是指二极管正常工作时所允许外加的最高反向电压。若二极管两端电压超过此值有可能导致二极管反向击穿。（3）反向电流IR是指在规定的反向电压（<URM）和环境温度下的反向电流。此值越小，二极管的单向导电性越好，工作越稳定。IR对温度很敏感，使用时注意环境温度不宜过高。二极管的主要参数中最大整流电流IFM最高反向工作电压URM是选用二极管的两个中途要依据。（三）发光二极管原理发光二极管采用砷化镓、磷化镓、镓铝砷等材料制成。不同材料制成的发光二极管，能发出不同颜色的光。有发绿色光的磷化镓

6、发光二极管；有发红色光的磷砷化镓发光二极管；有发红外光的砷化镓发光二极管；有双向变色发光二极管（加正向电压时发红光，加反向电压时发绿色光）；还有三颜色变色的发光二极管等。发光二极管的外型有圆形的、方形的、三角形的等，发光形式有透明和散射的，有无色和单色的等。封装形式有金属、陶瓷和全塑料3种形式，并以陶瓷和全塑料为主。本任务种的发光二极管采用红色。当发光二极管的PN结加上正向电压时，电子与空穴复合过程以光的形式放出能量。不同材料制成的发光二极管会发出不同颜色的光。发光二极管具有亮度高、清晰度高、电压低（1.5～3V）、反应快、体积小、可靠性高、寿命

7、长等特点，是一种很有用的半导体器件，常用于信号指示、数字和字符显示。符号和照片阴极LED(a)二、电阻阻值的识别如何认电阻？电阻主要有碳质电阻，碳膜电阻，金属膜电阻三类，应用最广的为碳膜电阻，最高档的为金属膜电阻。要想使用电阻，首先要弄清电阻的阻值。电阻的阻值除了直接标注之外，常以色环来标示，其中最常见的为4色环标示和5色环标示。如采用4色环标题，其第一色环是十位数，第二色环为个位数，第三色环为应乘位数，第四色环为误差率。例如4色环的电阻的颜色排列为红蓝棕金。则这只电阻的电阻值为260欧误差率为5%。如采用5色环表示，则其第一色环为百位数，第二色

8、环是十位数，第三色环是个位数，第四色环是应乘位数，第五色环为误差率。例如，5色环的电阻的颜色排列为黄红黑黑棕，则其阻值为420X1=42