led发光二极管工作原理及检测方法

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1、LED发光二极管工作原理及检测方法发光二极管LED（Light-EmittingDiode）是能将电信号转换成光信号的结型电致发光半导体器件。1、发光二极管LED主要特点（1）在低电压（1.5〜2.5V）、小电流（5〜30mA）的条件下工作,即可获得足够高的亮度。（2）发光响应速度快（10-7〜10-9s）,高频特性好，能显示脉冲信息。（3）单色性好，常见颜色有红、绿、黄、橙等。（4）体积小。发光面形状分圆形、长方形、异形（三角形等）。其中圆形管了的外径有d）l、少2、4>3、"4、4>5、"8、"10、"12、<1>20（mm）等规格,直径

2、lmm的属于超微型LED。（5）防震动及抗冲击穿性能好，功耗低，寿命长。曲于LED的PN结工作在正向导通状态，木射功耗低，只要加必要的限流措施，即可长期使用，寿命在10力小时以上，甚至可达100力小时。（6）使用灵活，根据需耍可制成数码管、字符管、电平显示器、点阵显示器、固体发光板、LED平极型电视屏等。（7）容易与数字集成电路匹配。2.发光二极管的原理发光二极管内部是具有发光特性的PN结。当PN结导通时，依靠少数载流子的注入以及随后的复合而辐射发光。普通发光二极管的外形、符号及伏安特性如图1所示。LED止向伏安特性曲线比较陡,在正向导通Z前

3、几乎有电流。当电压超过开启电压时，电流就急剧上升。因此，LED属丁•电流控制型半导体器件，其发光亮度L（单位cd/m2,读作坎徳拉每平方米）与正向电流IF近似成正双，有公式L=KIFm式中，K为比例系数，在小电流范围内（IF=1〜10mA）,m二1.3〜1.5。当IF>10mA时，沪1,式（5.10.1）简化成L二KIF即亮度与止向电流成止比。以磷砂化铢黄色LED为例，扌II对发光强度与正向电流的关系如图2所示。LED的正向电床则与正向电流以及管芯的半导体材料有关。使用时应根据所耍求的显示亮度來选取合适的IF值（-・般选10mA左右，对于高亮

4、度LED可选1〜2mA）,既保证亮度适屮，也不会损坏LED。若电流过大，会烧毁LED的PN结。此外，LED的使用寿命将缩短。曲于发光二极管的功耗低、体积小，色彩鲜艳、响应速度快、寿命长，所以常用作收录机、收音机和电子仪器的电平指示器、调谐指示器、电源指示器等。发光二极管在正向导通时有一肚稳圧作用，还可作直流稳压器中的稳压二极管，提供基准电压，兼作电源指示灯。目前市场上还有一种带反射腔及固定装置的发光二要管(例如BT104-B2、BT102-E),很容易固定在仪器面板上。LED的输出光谱决定其发光颜色及光辐射纯度，也反映出半导体材料的特性。常见

5、管芯材料有磷化稼(GaP)、神化稼(GaAsP)、磷础化傢(GaAlAs)、不申铝化稼(GaN)氮化稼可发蓝光。2.使用注意事项(1)管子极性不得接反，一般讲引线较长的为止极，引线较短的是负极。(2)使用中各项参数不得超过规定极限值。止向电流IF不允许超过极限工作电流IFV1值，并且随着环境温度的升高，必须作降额使用。长期使用温度不宜超过75°C。(3)焊接时间应尽量短，焊点不能在管脚根部。焊接时应使用锻子夹住管脚根部散热，宜用屮性助焊剂(松香)或选用松香焊锡丝。(4)严禁用有机溶液浸泡或清洗。(5)LED的驱动电路必须加限流电阻，一般町取一

6、百欧至几百欧，视电源电压而定。(6)在发光亮度基本不变的情况下，采用脉冲电圧驱动可以节省耗电。对于LED点阵显示器，采用扫描显示方式能大大降低整机功耗。3.检查发光二极管的好坏发光二极管具有单向导电性，使用RXIOk档可测出其正、反向电阻。一般正向电阻应小于30k欧姆，反向电阻应大于1M欧姆。若正、反向电阻均为零，说明内部击穿短路。若正、反向电阻均为无穷大，证明内部开路。常见发光二极管的种类及主要参数见表2。需要说明两点：第一，对于同种材料的管芯，由于所掺杂质的不同，发光颜色亦不同；第二，LED属于电流控制型器件，VF随TF而变化，所标VF值

7、仅供参考。此外，根据外形也可以区分发光二极管的正、负极。早期生产的管子带金屈管座，上面罩一光学透镜，管侧有一突起，靠近突起的是正极。冃前生产的LED,全部用透明或半透明的环氧树脂封装而成，并且利用环氧树脂构成透镜，起放大和聚焦作用，这类管子引线较长的为」E极。注意事项:不推荐使用RXlk档测量LED的正、反向电阻。因为该档电池电压E仅仅测量正、反向电阻，并不能检查其能否正常发光。由于发光二极管的正向电压VI；—■般1.5〜2.5V,而万用表RX1或RX10档的电池电压为1.5V,所以不能使管子止向导通并且发光。RXIOk档的电池电压虽然较髙，

8、但因内阻太人，提供的正向电流很小，管了也不会正常发光。采用双表法可以检査发光二极管的发光情况。最好选同一种型号的两块力用表，均拨一RX1或RX10档，按图1(a)所