什么是發(fā)光二極管
出處：henrygliet 發(fā)布于：2007-09-25 11:23:23
1．發(fā)光二極管的作用 發(fā)光二極管（LED）是一種由磷化鎵（GaP）等半導(dǎo)體材料制成的、能直接將電能轉(zhuǎn)變成光能的發(fā)光顯示器件。當(dāng)其內(nèi)部有一定電流通過(guò)時(shí)，它就會(huì)發(fā)光。圖4-21是共電路圖形符號(hào)。
發(fā)光二極管也與普通二極管一樣由PN結(jié)構(gòu)成，也具有單向?qū)щ娦浴Ｋ鼜V泛應(yīng)用于各種電子電路、家電、儀表等設(shè)備中、作電源指示或電平指示。
2．發(fā)光二極管的分類 發(fā)光二極管有多種分類方法。
按其使用材料可分為磷化鎵(GaP)發(fā)光二極管、磷砷化鎵(GaAsP)發(fā)光二極管、砷化鎵(GaAs)發(fā)光二極管、磷銦砷化鎵(GaAsInP)發(fā)光二極管和砷鋁化鎵(GaAlAs)發(fā)光二極管等多種。
按其封裝結(jié)構(gòu)及封裝形式除可分為金屬封裝、陶瓷封裝、塑料封裝、樹脂封裝和無(wú)引線表面封裝外，還可分為加色散射封裝（D）、無(wú)色散射封裝（W）、有色透明封裝（C）和無(wú)色透明封裝（T）。
按其封裝外形可分為圓形、方形、矩形、三角形和組合形等多種，圖4-22為幾種發(fā)光二極管的外形。
塑封發(fā)光二極管按管體顏色又分為紅色、琥珀色、黃色、橙色、淺藍(lán)色、綠色、黑色、白色、透明無(wú)色等多種。而圓形發(fā)光二極管的外徑從¢2~¢20mm，分為多種規(guī)格。
按發(fā)光二極管的發(fā)光顏色又可人發(fā)為有色光和紅外光。有色光又分為紅色光、黃色光、橙色光、綠色光等。
另外，發(fā)光二極管還可分為普通單色發(fā)光二極管、高亮度發(fā)光二極管、超高亮度發(fā)光二極管、變色發(fā)光二極管、閃爍發(fā)光二極管、電壓控制型發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二極管和負(fù)阻發(fā)光二極管等。
3．普通單色發(fā)光二極管 普通單色發(fā)光二極管具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮。它屬于電流控制型半導(dǎo)體器件，使用時(shí)需串接合適的限流電阻。
圖4-23是普通發(fā)光二極管的應(yīng)用電路。
普通單色發(fā)光二極管的發(fā)光顏色與發(fā)光的波長(zhǎng)有關(guān)，而發(fā)光的波長(zhǎng)又取決于制造發(fā)光二極管所用的半導(dǎo)體材料。紅色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為650~700nm，琥珀色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為630~650 nm ，橙色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為610~630 nm左右，黃色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為585 nm左右，綠色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為555~570 nm。
常用的國(guó)產(chǎn)普通單色發(fā)光二極管有BT（廠標(biāo)型號(hào)）系列、FG（部標(biāo)型號(hào)）系列和2EF系列，見表4-26、表4-27和表4-28。
常用的進(jìn)口普通單色發(fā)光二極管有SLR系列和SLC系列等。
4．高亮度單色發(fā)光二極管和超高亮度單色發(fā)光二極管 高亮度單色發(fā)光二極管和超高亮度單色發(fā)光二極管使用的半導(dǎo)體材料與普通單色發(fā)光二極管不同，所以發(fā)光的強(qiáng)度也不同。
通常，高亮度單色發(fā)光二極管使用砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，超高亮度單色發(fā)光二極管使用磷銦砷化鎵（GaAsInP）等材料，而普通單色發(fā)光二極管使用磷化鎵（GaP）或磷砷化鎵（GaAsP）等材料。
常用的高亮度紅色發(fā)光二極管的主要參數(shù)見表4-29，常用的超高亮度單色發(fā)光二極管的主要參數(shù)見表4-30。
5．變色發(fā)光二極管 變色發(fā)光二極管是能變換發(fā)光顏色的發(fā)光二極管。變色發(fā)光二極管發(fā)光顏色種類可分為雙色發(fā)光二極管、三色發(fā)光二極管和多色（有紅、藍(lán)、綠、白四種顏色）發(fā)光二極管。
變色發(fā)光二極管按引腳數(shù)量可分為二端變色發(fā)光二極管、三端變色發(fā)光二極管、四端變色發(fā)光二極管和六端變色發(fā)光二極管。
圖4-24是三端變色發(fā)光二極管的外形和電路圖形符號(hào)
圖4-25是六端變色發(fā)光二極管的外形和內(nèi)部電路
常用的雙色發(fā)光二極管有2EF系列和TB系列，常用的三色發(fā)光二極管有2EF302、2EF312、2EF322等型號(hào)，見表4-31。
6．閃爍發(fā)光二極管 閃爍發(fā)光二極管（BTS）是一種由CMOS集成電路和發(fā)光二極管組成的特殊發(fā)光器件，可用于報(bào)警指示及欠壓、超壓指示。其外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及內(nèi)電路框圖見圖4-26和圖4-27。
閃爍發(fā)光二極管在使用時(shí)，無(wú)須外接其它元件，只要在其引腳兩端加上適當(dāng)?shù)闹绷鞴ぷ麟妷海?/SPAN>5V）即可閃爍發(fā)光。
表4-32是幾種常用閃爍發(fā)光二極管的主要參數(shù)。
7．電壓控制型發(fā)光二極管 普通發(fā)光二極管屬于電流控制型器件，在使用時(shí)需串接適當(dāng)阻值的限流電阻。電壓控制型發(fā)光二極管（BTV）是將發(fā)光二極管和限流電阻集成制作為一體，使用時(shí)可直接并接在電源兩端。
圖4-28是電壓控制型發(fā)光二極管的外形胩內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
電壓控制型發(fā)光二極管的發(fā)光顏色有紅、黃、綠等，工作電壓有5V、9V、12V、18V、19V、24V共6種規(guī)格。
表4-33為BTV系列電壓控制型發(fā)光二極管的主要參數(shù)。
8．紅外發(fā)光二極管 紅外發(fā)光二極管也稱紅外線發(fā)射二極管，它是可以將電能直接轉(zhuǎn)換成紅外光（不可見光）并能輻射出去的發(fā)光器件，主要應(yīng)用于各種光控及遙控發(fā)射電路中。其外形圖見圖4-29。
紅外發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)、原理與普通發(fā)光二極管相近，只是使用的半導(dǎo)體材料不同。紅外發(fā)光二極管通常使用砷化鎵（GaAs）、砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，采用全透明或淺藍(lán)色、黑色的樹脂封裝。
常用的紅外發(fā)光二極管有SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等，見表4-34和表4-35。
圖4-30是紅外發(fā)光二極管的應(yīng)用電路。
發(fā)光二極管也與普通二極管一樣由PN結(jié)構(gòu)成，也具有單向?qū)щ娦浴Ｋ鼜V泛應(yīng)用于各種電子電路、家電、儀表等設(shè)備中、作電源指示或電平指示。
2．發(fā)光二極管的分類 發(fā)光二極管有多種分類方法。
按其使用材料可分為磷化鎵(GaP)發(fā)光二極管、磷砷化鎵(GaAsP)發(fā)光二極管、砷化鎵(GaAs)發(fā)光二極管、磷銦砷化鎵(GaAsInP)發(fā)光二極管和砷鋁化鎵(GaAlAs)發(fā)光二極管等多種。
按其封裝結(jié)構(gòu)及封裝形式除可分為金屬封裝、陶瓷封裝、塑料封裝、樹脂封裝和無(wú)引線表面封裝外，還可分為加色散射封裝（D）、無(wú)色散射封裝（W）、有色透明封裝（C）和無(wú)色透明封裝（T）。
按其封裝外形可分為圓形、方形、矩形、三角形和組合形等多種，圖4-22為幾種發(fā)光二極管的外形。
塑封發(fā)光二極管按管體顏色又分為紅色、琥珀色、黃色、橙色、淺藍(lán)色、綠色、黑色、白色、透明無(wú)色等多種。而圓形發(fā)光二極管的外徑從¢2~¢20mm，分為多種規(guī)格。
按發(fā)光二極管的發(fā)光顏色又可人發(fā)為有色光和紅外光。有色光又分為紅色光、黃色光、橙色光、綠色光等。
另外，發(fā)光二極管還可分為普通單色發(fā)光二極管、高亮度發(fā)光二極管、超高亮度發(fā)光二極管、變色發(fā)光二極管、閃爍發(fā)光二極管、電壓控制型發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二極管和負(fù)阻發(fā)光二極管等。
3．普通單色發(fā)光二極管 普通單色發(fā)光二極管具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮。它屬于電流控制型半導(dǎo)體器件，使用時(shí)需串接合適的限流電阻。
圖4-23是普通發(fā)光二極管的應(yīng)用電路。
普通單色發(fā)光二極管的發(fā)光顏色與發(fā)光的波長(zhǎng)有關(guān)，而發(fā)光的波長(zhǎng)又取決于制造發(fā)光二極管所用的半導(dǎo)體材料。紅色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為650~700nm，琥珀色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為630~650 nm ，橙色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為610~630 nm左右，黃色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為585 nm左右，綠色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為555~570 nm。
常用的國(guó)產(chǎn)普通單色發(fā)光二極管有BT（廠標(biāo)型號(hào)）系列、FG（部標(biāo)型號(hào)）系列和2EF系列，見表4-26、表4-27和表4-28。
常用的進(jìn)口普通單色發(fā)光二極管有SLR系列和SLC系列等。
4．高亮度單色發(fā)光二極管和超高亮度單色發(fā)光二極管 高亮度單色發(fā)光二極管和超高亮度單色發(fā)光二極管使用的半導(dǎo)體材料與普通單色發(fā)光二極管不同，所以發(fā)光的強(qiáng)度也不同。
通常，高亮度單色發(fā)光二極管使用砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，超高亮度單色發(fā)光二極管使用磷銦砷化鎵（GaAsInP）等材料，而普通單色發(fā)光二極管使用磷化鎵（GaP）或磷砷化鎵（GaAsP）等材料。
常用的高亮度紅色發(fā)光二極管的主要參數(shù)見表4-29，常用的超高亮度單色發(fā)光二極管的主要參數(shù)見表4-30。
5．變色發(fā)光二極管 變色發(fā)光二極管是能變換發(fā)光顏色的發(fā)光二極管。變色發(fā)光二極管發(fā)光顏色種類可分為雙色發(fā)光二極管、三色發(fā)光二極管和多色（有紅、藍(lán)、綠、白四種顏色）發(fā)光二極管。
變色發(fā)光二極管按引腳數(shù)量可分為二端變色發(fā)光二極管、三端變色發(fā)光二極管、四端變色發(fā)光二極管和六端變色發(fā)光二極管。
圖4-24是三端變色發(fā)光二極管的外形和電路圖形符號(hào)
圖4-25是六端變色發(fā)光二極管的外形和內(nèi)部電路
常用的雙色發(fā)光二極管有2EF系列和TB系列，常用的三色發(fā)光二極管有2EF302、2EF312、2EF322等型號(hào)，見表4-31。
6．閃爍發(fā)光二極管 閃爍發(fā)光二極管（BTS）是一種由CMOS集成電路和發(fā)光二極管組成的特殊發(fā)光器件，可用于報(bào)警指示及欠壓、超壓指示。其外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及內(nèi)電路框圖見圖4-26和圖4-27。
閃爍發(fā)光二極管在使用時(shí)，無(wú)須外接其它元件，只要在其引腳兩端加上適當(dāng)?shù)闹绷鞴ぷ麟妷海?/SPAN>5V）即可閃爍發(fā)光。
表4-32是幾種常用閃爍發(fā)光二極管的主要參數(shù)。
7．電壓控制型發(fā)光二極管 普通發(fā)光二極管屬于電流控制型器件，在使用時(shí)需串接適當(dāng)阻值的限流電阻。電壓控制型發(fā)光二極管（BTV）是將發(fā)光二極管和限流電阻集成制作為一體，使用時(shí)可直接并接在電源兩端。
圖4-28是電壓控制型發(fā)光二極管的外形胩內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
電壓控制型發(fā)光二極管的發(fā)光顏色有紅、黃、綠等，工作電壓有5V、9V、12V、18V、19V、24V共6種規(guī)格。
表4-33為BTV系列電壓控制型發(fā)光二極管的主要參數(shù)。
8．紅外發(fā)光二極管 紅外發(fā)光二極管也稱紅外線發(fā)射二極管，它是可以將電能直接轉(zhuǎn)換成紅外光（不可見光）并能輻射出去的發(fā)光器件，主要應(yīng)用于各種光控及遙控發(fā)射電路中。其外形圖見圖4-29。
紅外發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)、原理與普通發(fā)光二極管相近，只是使用的半導(dǎo)體材料不同。紅外發(fā)光二極管通常使用砷化鎵（GaAs）、砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，采用全透明或淺藍(lán)色、黑色的樹脂封裝。
常用的紅外發(fā)光二極管有SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等，見表4-34和表4-35。
圖4-30是紅外發(fā)光二極管的應(yīng)用電路。
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