发光二级管

　　led的主要工作原理

　　发光二极管简称LED，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。

　　当在发光二极管PN结上加正向电压时，PN结势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移运动，致使P区的空穴注入到N区，N区的电子注入到P区，这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现，因此而发光。

　　发光二极管在制作时，的材料有所不同，那么就可以发出不同颜色的光。

　　发光二极管的发光颜色有：红色光、黄色光、绿色光、红外光等。

　　发光二极管的外形有：圆形、长方形、三角形、正方形、组合形、特殊形等。

　　常用的发光二极管应用电路有四种，即直流驱动电路、交流驱动电路、脉冲驱动电路、变色发光驱动电路。

　　LED作指示电路时，应该串接限流电阻，该电阻的阻值大小应根据不同的电压和LED所需工作电流来选择。

　　发光二极管的压降一般为1.5~2.0 V，其工作电流一般取10~20 mA为宜。

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　　1．发光二极管的作用 发光二极管（LED）是一种由磷化镓（GaP）等半导体材料制成的、能直接将转变成光能的发光显示器件。当其内部有一定电流通过时，它就会发光。

　　发光二极管也与普通二极管一样由PN结构成，也具有单向导电性。它广泛应用于各种电子电路、家电、仪表等设备中、作电源指示或电平指示。

　　2．发光二极管的分类 发光二极管有多种分类方法。

　　按其材料可分为磷化镓(GaP)发光二极管、磷砷化镓(GaAsP)发光二极管、砷化镓(GaAs)发光二极管、磷铟砷化镓(GaAsInP)发光二极管和砷铝化镓(GaAlAs)发光二极管等多种。

　　按其封装结构及封装形式除可分为金属封装、陶瓷封装、塑料封装、树脂封装和无引线表面封装外，还可分为加色散射封装（D）、无色散射封装（W）、有色透明封装（C）和无色透明封装（T）。

　　按其封装外形可分为圆形、方形、矩形、三角形和组合形等多种。

　　塑封发光二极管按管体颜色又分为红色、琥珀色、黄色、橙色、浅蓝色、绿色、黑色、白色、透明无色等多种。而圆形发光二极管的外径从¢2~¢20mm，分为多种规格。

　　按发光二极管的发光颜色又可分为有色光和红外光。有色光又分为红色光、黄色光、橙色光、绿色光等。

　　另外，发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。

　　3．普通单色发光二极管 普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点，可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。它属于电流控制型半导体器件，时需串接合适的限流电阻。

　　普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关，而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。红色发光二极管的波长一般为650~700nm，琥珀色发光二极管的波长一般为630~650 nm ，橙色发光二极管的波长一般为610~630 nm左右，黄色发光二极管的波长一般为585 nm左右，绿色发光二极管的波长一般为555~570 nm。

　　常用的国产普通单色发光二极管有BT（厂标型号）系列、FG（部标型号）系列和2EF系列.

　　常用的进口普通单色发光二极管有SLR系列和SLC系列等。

　　4．高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管 高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管的半导体材料与普通单色发光二极管不同，所以发光的强度也不同。

　　通常，高亮度单色发光二极管砷铝化镓（GaAlAs）等材料，超高亮度单色发光二极管磷铟砷化镓（GaAsInP）等材料，而普通单色发光二极管磷化镓（GaP）或磷砷化镓（GaAsP）等材料。

　　5．变色发光二极管 是能变换发光颜色的发光二极管。变色发光二极管发光颜色种类可分为双色发光二极管、三色发光二极管和多色（有红、蓝、绿、白四种颜色）发光二极管。

　　变色发光二极管按引脚数量可分为二端变色发光二极管、三端变色发光二极管、四端变色发光二极管和六端变色发光二极管。

　　常用的双色发光二极管有2EF系列和TB系列，常用的三色发光二极管有2EF302、2EF312、2EF322等型号.

　　6．闪烁发光二极管 （BTS）是一种由CMOS集成电路和发光二极管组成的特殊发光器件，可用于报警指示及欠压、超压指示。其外形、内部结构图及内电路框图见图4-26和图4-27。

　　闪烁发光二极管在时，无须外接其它元件，只要在其引脚两端加上适当的直流工作电压（5V）即可闪烁发光.

　　7．电压控制型发光二极管 普通发光二极管属于电流控制型器件，在时需串接适当阻值的限流电阻。电压控制型发光二极管（BTV）是将发光二极管和限流电阻集成制作为一体，时可直接并接在电源两端。

　　电压控制型发光二极管的发光颜色有红、黄、绿等，工作电压有5V、9V、12V、18V、19V、24V共6种规格。

　　8．红外发光二极管 红外发光二极管也称红外线发射二极管，它是可以将直接转换成红外光（不可见光）并能辐射出去的发光器件，主要应用于各种光控及遥控发射电路中。

　　红外发光二极管的结构、原理与普通发光二极管相近，只是的半导体材料不同。红外发光二极管通常砷化镓（GaAs）、砷铝化镓（GaAlAs）等材料，采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。

　　常用的红外发光二极管有SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等。

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　　发光二极管通常也叫光发射二极管(LightEmitting Diode，简写为LED)是一种可将转变为光能的半导体发光器件，属于固态光源。LED在20世纪60年代初期问世，当时的LED以红色为主，发光效率很低，光通量很小，只能作指示灯和仪表显示器。随着管芯材料、结构和封装技术的不断进步，LED颜色品种增多，光效大幅度提高，目前的红色LED光效已可以到100lm/W，绿色LED也可达到 50lm/W，单个LED的光通量可达到几十流明。尤其是近年来高光效、高亮度的白光LED的开发成功，使得LED在照明领域的应用成为可能。自爱迪xx明白炽灯以来的100多年中，电光源照明经历了三个重要发展阶段，这三个阶段中的代表性光源分别为白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯。现在人们普遍认为 LED将可望发展成第四代光源，即半导体照明。

　　晶体三极管，是最常用的基本元器件之一，晶体三极管的作用主要是电流放大，他是电子电路的核心元件，现在的大规模集成电路的基本组成部分也就是晶体三极管。

　　三极管基本机构是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种， 从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。

　　三极管是一种控制元件，三极管的作用非常的大，可以说没有三极管的发明就没有现代信息社会的如此多样化，电子管是他的前身，但是电子管体积大耗电量巨大，现在已经被淘汰。三极管主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的电流放大作用。

　　刚才说了电流放大是晶体三极管的作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。根据三极管的作用我们分析它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流，即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是三极管的放大作用。三极管的作用还有电子开关，配合其它元件还可以构成振荡器，此外三极管还有稳压的作