什么是發光二極管,LED發光二極管工作原理符號電路圖
發光二極管簡稱發光管(英文簡稱LED)，它是采用特殊的磷化鎵(GaP)或磷砷化鎵( CaAsP)等半導體材料制成的，能夠將電能直接轉換成為光能的半導體器件發光二極管雖然與普通二極管一樣也是由PN結構成的，也具有單向導電性，但發光二極管不是應用它的單向導電性，而是讓它發光作指示（顯示）和照明器件。
當給發光二極管通過一定正向電流時，它就會發光。，與帶燈絲的普通小電珠相比，發光二極管具有體積小、多彩艷麗、耗電低、發光效率高、響應速度快、耐振動和使用壽命長等優點，可廣泛應用于各種電子、電器裝置及儀表設備中，
在晶體二極管的大家族中，發光二極管雖然是誕生比較晚的成員，但后來者居上，無論性能、品種都不斷更新換代、推陳出新，應用范圍越來越廣泛。下面分別對常見的幾種發光二極管作一介紹。
單色發光二極管
(1)外形及特點
單色發光二極管實際上就是我們經常用到的普通發光二極管，它通電后只能發出單一顏色的亮光來。單色發光二極管的實物外形如圖6-1所示，按其管殼形狀可分為圓形、方形和異形3種，圓形尺寸主要有∅3mm、∅5mm、∅10mm，方形尺寸主要有2mm×5mm。按發光亮度來劃分，有發光亮度一般的普通發光二極管和高亮度發光二極管。
普通發光二極管常用磷化鎵、磷砷化鎵等材料制成，由于制造材料以及摻入雜質的不同．其發光顏色有紅、綠、黃、橙、藍、白等幾種。發光二極管的發光顏色一般和它本身的顏色相同，但近年來也出現了能發出紅、黃、綠等色光的白色透明發光二極管。白色發光二極管是近年來才出現的新型產品，主要應用在手機背光燈、液晶顯示器背光燈、照明等領域。
當給發光二極管加上合適的正向電壓時，其內部PN結導通，有正向電流流過管芯，電能被直接轉換成為光能，于是發光二極管就會發光。
(2)主要參數
表征普通發光二極管特性的參數包括電學和光學兩類，主要參數有以下幾項。
①發光強度(Iv)。。它表示當發光二極管通過規定的正向電流時，在管芯垂直方向上單位立體角內所發出的光通量，一般以毫燭光( mcd)為單位，這是表示發光二極管亮度大小的參數，因而也是最重要的參數。
②最大工作電流( IFM)。這是指發光二極管長期正常工作所允許通過的最大正向電流。使用中不能超過此值，否則將會燒毀發光二極管。例如，國產BT-104（綠色）、BT-204（紅色）型發光二極管的最大工作電流均為30mA。
③正向電壓降（坼）這是指讓發光二極管通過規定的工作電流而正常發光時，管子兩端所產生的電壓降（也稱工作電壓）。發光二極管的正向電壓降比普通二極管要高，一般在1.8 - 3.8V。不同顏色和不同制造工藝的發光二極管其工作電壓也不同，如紅色發光二極管的正向電壓降約為1.8V，黃色發光二極管的正向電壓降約為2V，綠色發光二極 管的正向電壓降約為2.3V，白色發光二極管的正向電壓降通常高于2.4V，藍色發光二極管的正向電壓降通常高于3V........
④最大反向電壓(URM)。，這是指發光二極管在不被擊穿的前提下，所能承受的最大反向電壓（也稱反向耐壓）。發光二極管的最大反向電壓一般在6V，最高不超過十幾伏特，這是與普通二極管大不相同的地方。使用中不應使發光二極管承受超過5V的反向電壓，否則發光二極管將可能被擊穿。發光二極管的參數還有發光波長、最大耗散功率等，業余使用時可不必考慮，只要選擇自己喜歡的顏色和形狀就可以了。
(3)引腳識別
發光二極管的外形很有特色，所以可方便地用眼睛進行極性識別。常見的普通發光二極管，通常較長的一條引腳線為其正極引線，較短的引腳線為其負極，如圖6-2 (a)所示，識別口訣是“長正短負”（這與電解電容器引腳極性判斷法一致）。如果觀察發光二極管內部，可以發現里面的兩個電極一大一小，如圖6-2 (b)所示。一般來說，電極小的一端是發光二極管的正極，電極較大的一端是它的負極。但也有個別的發光二極管（一般都是進口管芯）例外，其內部管芯小的一端是負極，大的一端是正極。所以在碰到進口發光二極管時，為了保險起見，還是借助萬用表測量一下為好。
電壓型發光二極管
電壓型發光二極管 的外形和內部構成如圖 6-3所示。從外觀上看，它與普通單色發光二極管幾乎沒有兩樣，但內 部結構卻與普通發光二 極管有所區別。其內部由一只限流電阻器R和一個發光二極管管芯串聯組成。R可將發光二極管的正向工作電流限定在允許值（一般為lOmA或15mA）。使用時，只要在電壓型發光二極管的正、負極兩端加上額定工作電壓，即可讓其正常發光。可見，電壓型發光二極管與普通發光二極管相比較，省去了外接限流電阻器的麻煩，使電路設計和安裝更簡單。
國產電壓型發光二極管的系列產品，常見的有6種標稱電壓，分別為5V、9V、12V、15V、18V和24V。其發光顏色為紅色、黃色、綠色等。
閃爍發光二極管
閃爍發光二極管也叫自閃發光二極管，它是一種由CMOS集成電路（互補對稱金屬氧化物半導體集成電路的英文縮寫）和發光二極管組成的特殊發光器件，是光電技術與半導體集成工藝相結合的新產品。這種發光二極管應用于各種信號指示（顯示）裝置、電子玩具等時，具有電路簡單、耗電量小、醒目美觀等特點。
常用閃爍發光二極管的外形和內部功能方框圖如圖6-4所示。其外表與普通發光二極管完全一樣，最大特點在于：內部封裝有CMOS大規模集成電路，當外加一定電壓時，內部振蕩器便產生一定頻率的方波脈沖，經分頻器變換為超低頻脈沖，再通過驅動放大器推動發光二極管管芯閃爍發光。閃爍發光二極管的顏色主要有紅色、橙色、黃色和綠色4種。
閃爍發光二極管的正、負極引腳識別與普通發光二極管完全相同。如果用眼睛來觀察閃爍發光二極管內部，可以發現里面有一大一小的兩個電極，并且小電極上面有一個小黑塊-CMOS集成電路，參見圖6-4 (a)。一般來說，電極較小，并附有小黑塊的一端是閃爍發光二極管的正極，電極較大的一端是它的負極。
閃爍發光二極管的參數除了正向工作電流、發光強度等以外，還有標稱工作電壓、反映閃光速度的閃爍頻率和表示亮滅時間比的占空比等，表6給出了國產常用閃爍發光二極管的主要參數。
變色發光二極管
變色發光二極管只用一只發光二極管就能變換發出幾種顏色光，因此在電子裝置、電子玩具、儀器設備等產品上面多作為不同狀態指示或發出多種警告信號使用。
(1)外形及特點
變色發光二極管的外形和內部構成如圖6-5所示，它的最大特點是在一只管殼中封裝了兩個發光二極管（通常為紅、綠或紅、黃兩色）管芯，對外有3根引線腳和兩根引線腳之分。
當給發光二極管通過一定正向電流時，它就會發光。，與帶燈絲的普通小電珠相比，發光二極管具有體積小、多彩艷麗、耗電低、發光效率高、響應速度快、耐振動和使用壽命長等優點，可廣泛應用于各種電子、電器裝置及儀表設備中，
在晶體二極管的大家族中，發光二極管雖然是誕生比較晚的成員，但后來者居上，無論性能、品種都不斷更新換代、推陳出新，應用范圍越來越廣泛。下面分別對常見的幾種發光二極管作一介紹。
單色發光二極管
(1)外形及特點
單色發光二極管實際上就是我們經常用到的普通發光二極管，它通電后只能發出單一顏色的亮光來。單色發光二極管的實物外形如圖6-1所示，按其管殼形狀可分為圓形、方形和異形3種，圓形尺寸主要有∅3mm、∅5mm、∅10mm，方形尺寸主要有2mm×5mm。按發光亮度來劃分，有發光亮度一般的普通發光二極管和高亮度發光二極管。
普通發光二極管常用磷化鎵、磷砷化鎵等材料制成，由于制造材料以及摻入雜質的不同．其發光顏色有紅、綠、黃、橙、藍、白等幾種。發光二極管的發光顏色一般和它本身的顏色相同，但近年來也出現了能發出紅、黃、綠等色光的白色透明發光二極管。白色發光二極管是近年來才出現的新型產品，主要應用在手機背光燈、液晶顯示器背光燈、照明等領域。
當給發光二極管加上合適的正向電壓時，其內部PN結導通，有正向電流流過管芯，電能被直接轉換成為光能，于是發光二極管就會發光。
(2)主要參數
表征普通發光二極管特性的參數包括電學和光學兩類，主要參數有以下幾項。
①發光強度(Iv)。。它表示當發光二極管通過規定的正向電流時，在管芯垂直方向上單位立體角內所發出的光通量，一般以毫燭光( mcd)為單位，這是表示發光二極管亮度大小的參數，因而也是最重要的參數。
②最大工作電流( IFM)。這是指發光二極管長期正常工作所允許通過的最大正向電流。使用中不能超過此值，否則將會燒毀發光二極管。例如，國產BT-104（綠色）、BT-204（紅色）型發光二極管的最大工作電流均為30mA。
③正向電壓降（坼）這是指讓發光二極管通過規定的工作電流而正常發光時，管子兩端所產生的電壓降（也稱工作電壓）。發光二極管的正向電壓降比普通二極管要高，一般在1.8 - 3.8V。不同顏色和不同制造工藝的發光二極管其工作電壓也不同，如紅色發光二極管的正向電壓降約為1.8V，黃色發光二極管的正向電壓降約為2V，綠色發光二極 管的正向電壓降約為2.3V，白色發光二極管的正向電壓降通常高于2.4V，藍色發光二極管的正向電壓降通常高于3V........
④最大反向電壓(URM)。，這是指發光二極管在不被擊穿的前提下，所能承受的最大反向電壓（也稱反向耐壓）。發光二極管的最大反向電壓一般在6V，最高不超過十幾伏特，這是與普通二極管大不相同的地方。使用中不應使發光二極管承受超過5V的反向電壓，否則發光二極管將可能被擊穿。發光二極管的參數還有發光波長、最大耗散功率等，業余使用時可不必考慮，只要選擇自己喜歡的顏色和形狀就可以了。
(3)引腳識別
發光二極管的外形很有特色，所以可方便地用眼睛進行極性識別。常見的普通發光二極管，通常較長的一條引腳線為其正極引線，較短的引腳線為其負極，如圖6-2 (a)所示，識別口訣是“長正短負”（這與電解電容器引腳極性判斷法一致）。如果觀察發光二極管內部，可以發現里面的兩個電極一大一小，如圖6-2 (b)所示。一般來說，電極小的一端是發光二極管的正極，電極較大的一端是它的負極。但也有個別的發光二極管（一般都是進口管芯）例外，其內部管芯小的一端是負極，大的一端是正極。所以在碰到進口發光二極管時，為了保險起見，還是借助萬用表測量一下為好。
電壓型發光二極管
電壓型發光二極管 的外形和內部構成如圖 6-3所示。從外觀上看，它與普通單色發光二極管幾乎沒有兩樣，但內 部結構卻與普通發光二 極管有所區別。其內部由一只限流電阻器R和一個發光二極管管芯串聯組成。R可將發光二極管的正向工作電流限定在允許值（一般為lOmA或15mA）。使用時，只要在電壓型發光二極管的正、負極兩端加上額定工作電壓，即可讓其正常發光。可見，電壓型發光二極管與普通發光二極管相比較，省去了外接限流電阻器的麻煩，使電路設計和安裝更簡單。
國產電壓型發光二極管的系列產品，常見的有6種標稱電壓，分別為5V、9V、12V、15V、18V和24V。其發光顏色為紅色、黃色、綠色等。
閃爍發光二極管
閃爍發光二極管也叫自閃發光二極管，它是一種由CMOS集成電路（互補對稱金屬氧化物半導體集成電路的英文縮寫）和發光二極管組成的特殊發光器件，是光電技術與半導體集成工藝相結合的新產品。這種發光二極管應用于各種信號指示（顯示）裝置、電子玩具等時，具有電路簡單、耗電量小、醒目美觀等特點。
常用閃爍發光二極管的外形和內部功能方框圖如圖6-4所示。其外表與普通發光二極管完全一樣，最大特點在于：內部封裝有CMOS大規模集成電路，當外加一定電壓時，內部振蕩器便產生一定頻率的方波脈沖，經分頻器變換為超低頻脈沖，再通過驅動放大器推動發光二極管管芯閃爍發光。閃爍發光二極管的顏色主要有紅色、橙色、黃色和綠色4種。
閃爍發光二極管的正、負極引腳識別與普通發光二極管完全相同。如果用眼睛來觀察閃爍發光二極管內部，可以發現里面有一大一小的兩個電極，并且小電極上面有一個小黑塊-CMOS集成電路，參見圖6-4 (a)。一般來說，電極較小，并附有小黑塊的一端是閃爍發光二極管的正極，電極較大的一端是它的負極。
閃爍發光二極管的參數除了正向工作電流、發光強度等以外，還有標稱工作電壓、反映閃光速度的閃爍頻率和表示亮滅時間比的占空比等，表6給出了國產常用閃爍發光二極管的主要參數。
變色發光二極管
變色發光二極管只用一只發光二極管就能變換發出幾種顏色光，因此在電子裝置、電子玩具、儀器設備等產品上面多作為不同狀態指示或發出多種警告信號使用。
(1)外形及特點
變色發光二極管的外形和內部構成如圖6-5所示，它的最大特點是在一只管殼中封裝了兩個發光二極管（通常為紅、綠或紅、黃兩色）管芯，對外有3根引線腳和兩根引線腳之分。
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