一/发光二极管的原理
发光二极管简称为LED,是二极管的一种,他可以把电能转换为光能 。正向导通时发光,反向截止不发光 。
发光二极管由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成 。当电子与空穴复合时能辐射出可见光,在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示 。砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光 。
二、 发光二极管的外观
1. 直插
文章插图
方形红色
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圆形绿色
2. 贴片
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贴片发光二极管
三、发光二极管的内部结构
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内部视图
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内部结构说明
一般的发光二极管的内部,金属部分比较大的电极是负极,口诀是:“大片为负”,不用测量和看引脚长短,只要看内部电极金属片大小就可以确定极性 。
四、发光二极管的种类
1. 可见光
(1) 照明
LED台灯,日光灯
(2) 紫外线
紫外线消毒等
(3) 闪光灯
常见的照相机闪光灯,交通用闪光灯 。
(4) 车用
车内照明,车大灯,车尾灯等
2. 红外线
用于遥控器,报警器等
3. 光感
光敏二极管,各种感光IC
按照封装还可以分直插和贴片,按照功率大小还可以分为下小功率和大功率 。
五、发光二极管的重要参数
下面以“亿光电子”313-2UYD/S530-A3型号为例,黄色,直径5mm,说明发光二极管的重要电器参数
最大极限参数(Ta=25℃)
文章插图
发光二极管重要参数
1. IF:连续正向电流
此发光二极管连续正向电流最大值25mA,因为超过此值会超过最大额定功率,造成过热烧毁
Pd=2.4V*25mA=60mW
从表中知道最大正向电压是2.4V,在额定功率下,最大正向电流为25mA
考虑到使用环境温度的影响,此参数是在环境温度25℃下测量的,实际环境温度可能会达到30-50℃,
因此我们降低一半的功率使用,电流最大使用到12mA 。
2. VF:最大正向电压
发光二极管正向导通的时候,在最大IF的按情况的正向压降,此型号最小值1.7,典型值2.0,最大值2.4
因此设计电路时,可以用典型值估算正向压降 。
有些发光二极管,不同颜色正向压降略有不同,一定要注意厂家和型号,以厂家给出的手册为参考,实际测试为最后依据 。
3. Pd额定功率
因为发光二极管的设计构造所限,散发的热量有限,如果持续超过额定功率,会导致过热而损坏,因此使用时不能超过最大功率值,通常使用最大额定功率的50-60% 。
4. VR反向击穿电压
发光二极管施加反向电压时,不发生雪崩击穿的最大电压值,当反向电压超过5V后,反向电流将急剧增大,如果没有功耗限制,发光二极管将过热损坏,因此对反向电流要加以控制 。
5. IR反向击穿电流
发光二极管在VR≤5V时反向漏电流下小于10uA,当反向电压超过5V后,反向电流将急剧增大 。
六、发光二极管特向曲线
1. 正向特性曲线(VI曲线)
文章插图
V-I曲线
当电压小于1.7时,只有10uA左右的电流,发光二极管没有导通,当然也不会发光,当电压超过1.7V时,发光二极管电流随着电压上升,电流线性增加 。当电流是25mA时VF2.1V左右 。
2. 亮度与电流的关系
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亮度与电流关系曲线
可以看出,亮度随着 电流的增加,几乎是线性的增加,可见电流决定了亮度
3. 亮度与环境温度的关系曲线
文章插图
亮度与环境温度关系曲线
图中可以看出,亮度随着环境温度的升高在下降,这是不难理解的,因为最大功率一定的情况下,
温度上上升导致电流下降,电流下降导致亮度下降 。
4. 正向电流与环境温度的关系曲线
文章插图
正向电流与环境温度关系曲线
小于25℃时,可以用到最大电流25mA,当温度在25℃-85℃时电流应该线性的减小,否则将超出额定功率,超过85℃将不能使用 。
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