物理特性
式中E為電源電壓,UF為LED的正向壓降,IF為LED的一般工作電流。發光二極體的兩根引線中較長的一根為正極,應按電源正極。有的發光二極體的兩根引線一樣長,但管殼上有一凸起的小舌,靠近小舌的引線是正極。
與小白熾燈泡和氖燈相比,發光二極體的特點是:工作電壓很低(有的僅一點幾伏);工作電流很小(有的僅零點幾毫安即可發光);抗衝擊和抗震性能好,可靠性高,壽命長;通過調製通過的電流強弱可以方便地調製發光的強弱。由於有這些特點,發光二極體在一些光電控制設備中用作光源,在許多電子設備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀,用7條條狀的發光管組成7段式半導體數碼管,每個數碼管可顯示0~9十個數目字。
分類
發光二極體還可分為普通單色發光二極體、高亮度發光二極體、超高亮度發光二極體、變色發光二極體、閃爍發光二極體、電壓控制型發光二極體、紅外發光二極體和負阻發光二極體等。
1、普通單色發光二極體
普通單色發光二極體具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發光均勻穩定、回響速度快、壽命長等優點,可用各種直流、交流、脈衝等電源驅動點亮。它屬於電流控制型半導體器件,使用時需串接合適的限流電阻。
普通單色發光二極體的發光顏色與發光的波長有關,而發光的波長又取決於製造發光二極體所用的半導體材料。紅色發光二極體的波長一般為650~700nm,琥珀色發光二極體的波長一般為630~650 nm ,橙色發光二極體的波長一般為610~630 nm左右,黃色發光二極體的波長一般為585 nm左右,綠色發光二極體的波長一般為555~570 nm。
2、(超)高亮度單色發光二極體(2種)
高亮度單色發光二極體和超高亮度單色發光二極體使用的半導體材料與普通單色發光二極體不同,所以發光的強度也不同。
通常,高亮度單色發光二極體使用砷鋁化鎵(GaAlAs)等材料,超高亮度單色發光二極體使用磷銦砷化鎵(GaAsInP)等材料,而普通單色發光二極體使用磷化鎵(GaP)或磷砷化鎵(GaAsP)等材料。
常用的高亮度紅色發光二極體的主要參數見表4-29,常用的超高亮度單色發光二極體的主要參數見表4-30。
3、變色發光二極體
變色發光二極體是能變換髮光顏色的發光二極體。變色發光二極體發光顏色種類可分為雙色發光二極體、三色發光二極體和多色(有紅、藍、綠、白四種顏色)發光二極體。
變色發光二極體按引腳數量可分為二端變色發光二極體、三端變色發光二極體、四端變色發光二極體和六端變色發光二極體。
常用的雙色發光二極體有2EF系列和TB系列,常用的三色發光二極體有2EF302、2EF312、2EF322等型號。
4、閃爍發光二極體
閃爍發光二極體(BTS)是一種由CMOS積體電路和發光二極體組成的特殊發光器件,可用於報警指示及欠壓、超壓指示。
閃爍發光二極體在使用時,無須外接其它元件,只要在其引腳兩端加上適當的直流工作電壓(5V)即可閃爍發光。
5、電壓控制型發光二極體
普通發光二極體屬於電流控制型器件,在使用時需串接適當阻值的限流電阻。電壓控制型發光二極體(BTV)是將發光二極體和限流電阻集成製作為一體,使用時可直接並接在電源兩端。
6、紅外發光二極體
紅外發光二極體也稱紅外線發射二極體,它是可以將電能直接轉換成紅外光(不可見光)並能輻射出去的發光器件,主要套用於各種光控及遙控發射電路中。
紅外發光二極體的結構、原理與普通發光二極體相近,只是使用的半導體材料不同。紅外發光二極體通常使用砷化鎵(GaAs)、砷鋁化鎵(GaAlAs)等材料,採用全透明或淺藍色、黑色的樹脂封裝。
常用的紅外發光二極體有SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等
特點
1、電壓
LED使用低壓電源,供電電壓在6-24V之間,根據產品不同而異,所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源,特別適用於公共場所。
2、效能
消耗能量較同光效的白熾燈減少80%
3、適用性
很小,每個單元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以製備成各種形狀的器件,並且適合於易變的環境
4、穩定性
10萬小時,光衰為初始的50%
5、回響時間
其白熾燈的回響時間為毫秒級,LED燈的回響時間為納秒級
6、對環境污染
無有害金屬汞
7、顏色
改變電流可以變色,發光二極體方便地通過化學修飾方法,調整材料的能帶結構和帶隙,實現紅黃綠蘭橙多色發光。如小電流時為紅色的LED,隨著電流的增加,可以依次變為橙色,黃色,最後為綠色
8、價格
LED的價格比較昂貴,較之於白熾燈,幾隻LED的價格就可以與一隻白熾燈的價格相當,而通常每組信號燈需由上300~500隻二極體構成。