LED發(fā)光二極管工作原理

1、.LED發(fā)光二極管工作原理、特性及應(yīng)用半導(dǎo)體發(fā)光器件包括半導(dǎo)體發(fā)光二極管（簡(jiǎn)稱LED）、數(shù)碼管、符號(hào)管、米字管及點(diǎn)陣式顯示屏（簡(jiǎn)稱矩陣管）等。事實(shí)上，數(shù)碼管、符號(hào)管、米字管及矩陣管中的每個(gè)發(fā)光單元都是一個(gè)發(fā)光二極管。一、 半導(dǎo)體發(fā)光二極管工作原理、特性及應(yīng)用（一）LED發(fā)光原理發(fā)光二極管是由-族化合物，如GaAs（砷化鎵）、 GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)ǎ聪蚪刂?、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與

2、多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光，如圖1所示。假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價(jià)帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復(fù)合發(fā)光。除了這種發(fā)光復(fù)合外，還有些電子被非發(fā)光中心（這個(gè)中心介于導(dǎo)帶、介帶中間附近）捕獲，而后再與空穴復(fù)合，每次釋放的能量不大，不能形成可見(jiàn)光。發(fā)光的復(fù)合量相對(duì)于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大，光量子效率越高。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近PN結(jié)面數(shù)m以內(nèi)產(chǎn)生。理論和實(shí)踐證明，光的峰值波長(zhǎng)與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體材料禁帶寬度g有關(guān)，即1240/Eg（mm）式中Eg的單位為電子伏特（eV）。若能產(chǎn)生可見(jiàn)光（波長(zhǎng)在380nm紫光780nm紅光），半導(dǎo)體材料

3、的Eg應(yīng)在3.261.63eV之間。比紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)的光為紅外光?，F(xiàn)在已有紅外、紅、黃、綠及藍(lán)光發(fā)光二極管，但其中藍(lán)光二極管成本、價(jià)格很高，使用不普遍。（二）LED的特性1極限參數(shù)的意義（1）允許功耗Pm:允許加于LED兩端正向直流電壓與流過(guò)它的電流之積的最大值。超過(guò)此值，LED發(fā)熱、損壞。（2）最大正向直流電流IFm：允許加的最大的正向直流電流。超過(guò)此值可損壞二極管。（3）最大反向電壓VRm：所允許加的最大反向電壓。超過(guò)此值，發(fā)光二極管可能被擊穿損壞。（4）工作環(huán)境topm:發(fā)光二極管可正常工作的環(huán)境溫度范圍。低于或高于此溫度范圍，發(fā)光二極管將不能正常工作，效率大大降低。2電參數(shù)的意義（1）光譜

4、分布和峰值波長(zhǎng)：某一個(gè)發(fā)光二極管所發(fā)之光并非單一波長(zhǎng)，其波長(zhǎng)大體按圖2所示。由圖可見(jiàn)，該發(fā)光管所發(fā)之光中某一波長(zhǎng)0的光強(qiáng)最大，該波長(zhǎng)為峰值波長(zhǎng)。2）發(fā)光強(qiáng)度IV：發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度通常是指法線（對(duì)圓柱形發(fā)光管是指其軸線）方向上的發(fā)光強(qiáng)度。若在該方向上輻射強(qiáng)度為（1/683）W/sr時(shí)，則發(fā)光1坎德拉（符號(hào)為cd）。由于一般LED的發(fā)光二強(qiáng)度小，所以發(fā)光強(qiáng)度常用坎德拉(mcd)作單位。（3）光譜半寬度:它表示發(fā)光管的光譜純度.是指圖3中1/2峰值光強(qiáng)所對(duì)應(yīng)兩波長(zhǎng)之間隔.（4）半值角1/2和視角：1/2是指發(fā)光強(qiáng)度值為軸向強(qiáng)度值一半的方向與發(fā)光軸向（法向）的夾角。半值角的2倍為視角（或稱半功率角

5、）。圖3給出的二只不同型號(hào)發(fā)光二極管發(fā)光強(qiáng)度角分布的情況。中垂線（法線）AO的坐標(biāo)為相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度（即發(fā)光強(qiáng)度與最大發(fā)光強(qiáng)度的之比）。顯然，法線方向上的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度為1，離開法線方向的角度越大，相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度越小。由此圖可以得到半值角或視角值。（5）正向工作電流If：它是指發(fā)光二極管正常發(fā)光時(shí)的正向電流值。在實(shí)際使用中應(yīng)根據(jù)需要選擇IF在0.6IFm以下。（6）正向工作電壓VF：參數(shù)表中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在 IF=20mA時(shí)測(cè)得的。發(fā)光二極管正向工作電壓VF在1.43V。在外界溫度升高時(shí)，VF將下降。（7）V- I特性：發(fā)光二極管的電壓與電流的關(guān)系可用圖4表示。在正向

6、電壓正小于某一值（叫閾值）時(shí)，電流極小，不發(fā)光。當(dāng)電壓超過(guò)某一值后，正向電流隨電壓迅速增加，發(fā)光。由V-I曲線可以得出發(fā)光管的正向電壓，反向電流及反向電壓等參數(shù)。正向的發(fā)光管反向漏電流IR10A以下。（三）LED的分類1按發(fā)光管發(fā)光顏色分按發(fā)光管發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠）、藍(lán)光等。另外，有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無(wú)色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無(wú)色透明、有色散射和無(wú)色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管和達(dá)于做指示燈用。2按發(fā)光管出光面特征分按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、

7、側(cè)向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為2mm、4.4mm、5mm、8mm、 10mm及20mm等。國(guó)外通常把3mm的發(fā)光二極管記作T-1；把5mm的記作T-1（3/4）；把4.4mm的記作T-1（1/4）。由半值角大小可以估計(jì)圓形發(fā)光強(qiáng)度角分布情況。從發(fā)光強(qiáng)度角分布圖來(lái)分有三類：（1）高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。半值角為520或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或與光檢出器聯(lián)用以組成自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。（2）標(biāo)準(zhǔn)型。通常作指示燈用，其半值角為2045。（3）散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為4590或更大，散射劑的量較大。3按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)

8、分按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。4按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分有普通亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度100mcd）；把發(fā)光強(qiáng)度在 10100mcd間的叫高亮度發(fā)光二極管。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作電流在2mA以下（亮度與普通發(fā)光管相同）。除上述分類方法外，還有按芯片材料分類及按功能分類的方法。（四）LED的應(yīng)用由于發(fā)光二極管的顏色、尺寸、形狀、發(fā)光強(qiáng)度及透明情況等不同，所以使用發(fā)光二極管時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行恰當(dāng)選擇。由于發(fā)光二極管具有最大正向電流IFm、最大反向電壓VRm的限制，使用時(shí)，應(yīng)保證不超

9、過(guò)此值。為安全起見(jiàn)，實(shí)際電流IF 應(yīng)在0.6IFm以下；應(yīng)讓可能出現(xiàn)的反向電壓VR0。6VRm。LED被廣泛用于種電子儀器和電子設(shè)備中，可作為電源指示燈、電平指示或微光源之用。紅外發(fā)光管常被用于電視機(jī)、錄像機(jī)等的遙控器中。1）利用高亮度或超高亮度發(fā)光二極管制作微型手電的電路如圖5所示。圖中電阻R限流電阻，其值應(yīng)保證電源電壓最高時(shí)應(yīng)使LED的電流小于最大允許電流IFm。（2）圖6(a)、(b)、(c)分別為直流電源、整流電源及交流電源指示電路。圖(a)中的電阻（E-VF）/IF；圖(b)中的R（1.4Vi-VF）/IF;圖(c)中的RVi/IF式中，Vi交流電壓有效值。（3）單LED電平指示電路

10、。在放大器、振蕩器或脈沖數(shù)字電路的輸出端，可用LED表示輸出信號(hào)是否正常，如圖7所示。R為限流電阻。只有當(dāng)輸出電壓大于LED的閾值電壓時(shí)，LED才可能發(fā)光。（4）單LED可充作低壓穩(wěn)壓管用。由于LED正向?qū)ê?，電流隨電壓變化非常快，具有普通穩(wěn)壓管穩(wěn)壓特性。發(fā)光二極管的穩(wěn)定電壓在1.43V間，應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行選擇VF，如圖8所示。（5）電平表。目前，在音響設(shè)備中大量使用LED電平表。它是利用多只發(fā)光管指示輸出信號(hào)電平的，即發(fā)光的LED數(shù)目不同，則表示輸出電平的變化。圖9是由5只發(fā)光二極管構(gòu)成的電平表。當(dāng)輸入信號(hào)電平很低時(shí)，全不發(fā)光。輸入信號(hào)電平增大時(shí)，首先LED1亮，再增大 LED2亮。 總有一

11、天你會(huì)漸漸明白，對(duì)自己笑的人不一定是真愛(ài)，對(duì)方表面的偽善是為博取信賴，暗里他可能會(huì)伺機(jī)將你傷害。總有一天你會(huì)漸漸明白，不是所有人都對(duì)你心門敞開，即使你用善良和真心對(duì)待，有的人依然會(huì)悄悄將你出賣。總有一天你會(huì)漸漸明白，哪怕你拿到了幸福的號(hào)碼牌，命運(yùn)之神也不一定對(duì)你溫柔相待，你的余生仍有可能會(huì)被憂傷覆蓋?？傆幸惶炷銜?huì)漸漸明白，人世間每個(gè)人都會(huì)有孽緣和無(wú)奈，有的人不值得你為他付出和慷慨，命中注定的災(zāi)禍你想躲也躲不開。總有一天你會(huì)漸漸明白，不管你在人群中出不出彩，不管你對(duì)生活認(rèn)真抑或懈怠，該來(lái)的一切總是會(huì)因你而來(lái)?？傆幸惶炷銜?huì)漸漸明白，人生總有預(yù)料不到的驚喜和意外，縱然你處在絕望的谷底和天臺(tái)，轉(zhuǎn)身就有

12、可能看到晴天驅(qū)走陰霾?？傆幸惶炷銜?huì)漸漸明白，無(wú)論人生之路寬暢還是狹窄，如果你能用勇敢和坦然對(duì)待，一切困難都不是前進(jìn)的阻礙。天下總有地方是專屬于你的舞臺(tái)，你的江湖你才是真正的主宰，對(duì)于前塵和過(guò)往少問(wèn)應(yīng)不應(yīng)該，無(wú)論何處你都要展現(xiàn)自己的風(fēng)采。別去管自己是不是棟梁人才，世上每個(gè)人都是特別的存在，無(wú)論你踏步于塵世內(nèi)外，盡力和無(wú)悔才是對(duì)命運(yùn)最好的交差。這段時(shí)間，被電視劇知否刷屏了。明蘭和顧二叔幸福甜蜜的婚姻，讓不少網(wǎng)友唏噓羨慕，有人說(shuō)，“這部劇簡(jiǎn)直就是現(xiàn)代婚姻的教科書?！眲≈惺錾?，卻高嫁侯府，被顧二叔萬(wàn)千寵愛(ài)的明蘭，把一段很多人都不看好的婚姻，過(guò)成了最幸福的樣子。細(xì)細(xì)思量，與她身上鮮明而獨(dú)特的三種品質(zhì)

13、是分不開的。自信獨(dú)立，不卑不亢明蘭嫁入侯府后，面對(duì)侯府小秦氏等人的挑釁，毫不膽怯。從巧妙應(yīng)對(duì)顧家長(zhǎng)輩的發(fā)難，到立院別住、人前立威，明蘭都能靠著她的聰慧和果敢，不卑不亢地處理。屢屢想出面維護(hù)明蘭的顧廷燁，也被明蘭的表現(xiàn)所驚喜到，連小秦氏也只能兀自生氣感嘆，“我真是小看了這個(gè)庶女，能演會(huì)裝，識(shí)字記賬都不在話下”在大多數(shù)女人都靠婚姻才能實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的宋代，明蘭一直就看得通透，這實(shí)在難能可貴。出閣前，她就對(duì)祖母說(shuō)，“若為了在男人面前爭(zhēng)一口飯吃，反倒把自己變成面目可憎的瘋婆子，這一生多不劃算”.結(jié)婚后，婢女問(wèn)她，“若是侯爺心不在了該如何”?她坦然回答，“那我們便只有守住自己。”對(duì)她而言，愛(ài)情，有，則錦上

14、添花，沒(méi)有，也沒(méi)有關(guān)系。只要守住自己，亦能守住自己生命中的一方晴空。這樣的女人，不管經(jīng)歷什么，也既能與男人比肩同行，又能獨(dú)自傲然綻放。去年很火的我的前半生里的羅子君，盡管以前的她穿金戴銀，背名牌包，噴貴香水，過(guò)著養(yǎng)尊處優(yōu)的生活，看似很有品位，實(shí)際上卻恰恰相反。她所擁有的東西都是因?yàn)椤瓣愄边@個(gè)身份得來(lái)的，所以一旦失去了這個(gè)身份后，她變得一無(wú)所有。后來(lái)她終于明白了這樣的人生只是美麗的泡沫，浮華的表面，糟糠的內(nèi)里。當(dāng)她努力拋棄這種依附于人的生活后，成為獨(dú)立的女性后，她的品位也漸漸浮現(xiàn)出來(lái)了，連職場(chǎng)精英賀涵都被吸引住了。正如亦舒在書里也寫到的那樣，“沒(méi)有任何人會(huì)成為，你以為的今生今世的避風(fēng)港”.幸

15、福的婚姻，從來(lái)都不是誰(shuí)攀緣了誰(shuí)，不是誰(shuí)滋養(yǎng)了誰(shuí)，而是兩個(gè)獨(dú)立的個(gè)體，彼此獨(dú)立，相互成就。理解寬容，不急不躁明蘭的丈夫顧庭燁自幼失恃，深陷繁復(fù)駁雜的家事囹圄，他看似玩世不恭，不學(xué)無(wú)術(shù)，實(shí)則有勇有謀，重情重義。他自幼缺少母愛(ài)，受盡家族的白眼和欺凌，內(nèi)心渴望家庭的安定和溫暖。顧廷燁建功立業(yè)后，外人只看重他的地位和富貴，而明蘭，卻明白他所有的艱辛和不易，她有禮有節(jié)地與小秦氏對(duì)抗，認(rèn)真細(xì)致地看護(hù)經(jīng)營(yíng)著他用命搏來(lái)的家產(chǎn)，視如己出地教導(dǎo)蓉兒讀書學(xué)習(xí)，支持顧廷燁去尋找流落在外的兒子昌兒，甚至大度地接受顧廷燁姑母送來(lái)的妾室，只為了能讓夫君不被內(nèi)室家務(wù)所煩擾，全心全力地拼事業(yè)。明蘭深知，每個(gè)人都有缺點(diǎn)，都有過(guò)去，

16、但人總要向前看。她善解人意，不急不躁，大度地包容了他被人所鄙夷嘲笑的過(guò)去，用心地護(hù)著他心中重要的人，給了他一個(gè)安寧溫馨的家。這份理解和寬容，對(duì)深受家庭之苦的顧廷燁而言，極為可貴，因此，也讓他對(duì)明蘭的愛(ài)，更深了一層。黃磊和孫莉算得上是娛樂(lè)圈的模范夫妻，在一起二十多年未曾紅過(guò)臉。黃磊曾說(shuō)過(guò)，“我太太這樣的女人，其實(shí)不罕見(jiàn)，應(yīng)該屬于普及型。但在我心中，卻是只此一款，不退不換?！眱扇嗽谙嗵幍倪^(guò)程中也從不把愛(ài)當(dāng)作理所當(dāng)然，而是互相理解，互相體貼。婚后孫莉慢慢退出了演藝圈，將大半的精力放在了家庭和孩子身上。黃磊從不讓孫莉進(jìn)廚房，“家里有一個(gè)人會(huì)做飯就夠了，我愿意為她做一輩子的飯。”正是雙方將彼此的付出看在眼里，才會(huì)相互理解，相互支持，共同擁有了一段甜蜜的婚姻。正如泰戈?duì)査f(shuō)，“愛(ài)情是理解和體貼的別名”.好的婚姻，就是雙方在對(duì)彼此的理解和包容里，一次次地愛(ài)上。懂得放棄，不怨不艾劇情剛開始的時(shí)候，明蘭就遇見(jiàn)了齊衡，身為平寧郡主的獨(dú)子，齊衡注定是齊國(guó)公府未來(lái)的繼承人。這個(gè)溫潤(rùn)如玉的謙謙君子，對(duì)明蘭一片癡心，明蘭也在心底燃起了愛(ài)情的火花。但是，邕王的女兒對(duì)齊衡一見(jiàn)傾心，為了讓女兒得到今生至愛(ài)，邕王扣押了齊衡的父親，并以此相逼，最后，齊衡只能無(wú)奈放手，兩人也就此錯(cuò)過(guò)。在初戀夭折時(shí)，明蘭也哭過(guò)消沉過(guò)。但她深知，這樣做是沒(méi)有任何意義的，便又逼迫自己盡快振作了起來(lái)。與顧庭