有關(guān)發(fā)光二極管的概念

1、有關(guān)發(fā)光二極管的概念 LED的亮度是跟LED的發(fā)光角度有必然關(guān)系的,LED的角度越小它的亮度越高,沒(méi)有什么超亮不超亮的,那是騙小孩的,如果是質(zhì)量好的LED不管是那家LED廠家生產(chǎn)的大家的亮度都差不多的,只是生產(chǎn)工藝不一樣,使用壽命略有不同,因?yàn)榇蠹矣玫亩际悄菐准覈?guó)外的LED芯片.如果是5MM的LED180度角的白光的亮度只有幾百M(fèi)CD,如果是15度角的亮度就要去到一萬(wàn)多兩萬(wàn)MCD的亮度了,亮度相差好幾十倍了,如果是用于照明用的,在戶外最好是用大功率的LED了,亮度就更高了,單個(gè)功率有1W,3W,5W,還有的是用多個(gè)大功率組合成一個(gè)大功率的LED,功率去到幾百都有. 色溫和亮度沒(méi)關(guān)系，而亮度和流

2、明值有關(guān) 來(lái)看幾個(gè)概念： 1.發(fā)光強(qiáng)度(光度)的含義是什么? 答：發(fā)光強(qiáng)度（光度，I）定義為:點(diǎn)光源在某一方向上的發(fā)光強(qiáng)度，即是發(fā)光體在單位時(shí)間內(nèi)所射出的光量，也簡(jiǎn)稱為光度，常用單位為燭光（cd，坎德拉），一個(gè)國(guó)際燭光的定義為以鯨魚油脂制成的蠟燭每小時(shí)燃燒120格冷（grain）所發(fā)出的光度，一格冷等于0.0648克 2.發(fā)光強(qiáng)度(光度)的單位是什么? 答：發(fā)光強(qiáng)度常用單位為燭光（cd，坎德拉），國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)燭光（lcd）的定義為理想黑體在鉑凝固點(diǎn)溫度（1769）時(shí)，垂直于黑體（其表面積為1m2）方向上的60萬(wàn)分之一的光度，所謂理想黑體是指物體的放射率等于1，物體所吸收的能量可以全部放射出去，使溫

3、度一直保持均勻固定，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)燭光（candela）與舊標(biāo)準(zhǔn)燭光（candle）的互換關(guān)系為 1candela=0.981candle 3.什么叫做光通量?光通量的單位是什么? 答：光通量（）的定義是：點(diǎn)光源或非點(diǎn)光源在單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)出的能量,其中可產(chǎn)生視覺(jué)者（人能感覺(jué)出來(lái)的輻射通量）即稱為光通量。光通量的單位為流明（簡(jiǎn)寫lm），1流明（lumen或lm）定義為一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)燭光的光源在單位立體弧角內(nèi)所通過(guò)的光通量，由于整個(gè)球面面積為4R2，所以一流明光通量等于一燭光所發(fā)出光通量的1/4，或者說(shuō)球面有4,因此按照流明的定義可知一個(gè)cd的點(diǎn)光源會(huì)輻射4流明，即（流明）=4I（燭光），假定為很小的立體弧

4、角，在立體角內(nèi)光通量，則有=I 4.一英尺燭光的含義是什么? 答：一英尺燭光是指距離一燭光的光源（點(diǎn)光源或非點(diǎn)光源）一英尺遠(yuǎn)而與光線正交的面上的光照度，簡(jiǎn)寫為1ftc（1 lm/ft2，流明/英尺2），即每平方英尺內(nèi)所接收的光通量為1流明時(shí)的照度，并且1ftc=10.76 lux 5.一米燭光的含義是什么? 答：一米燭光是指距離一燭光的光源（點(diǎn)光源或非點(diǎn)光源）一米遠(yuǎn)而與光線正交的面上的光照度，稱為勒克斯（lux，也有寫成lx），即每平方公尺內(nèi)所接收的光通量為1流明時(shí)的照度（流明/米2） 6. 1 lux的含義是什么？ 答：每平方公尺內(nèi)所接收的光通量為1流明時(shí)的照度 7.照度的含義是什么? 答：

5、照度（E）的定義為：被照物體單位受照面積上所接受的光通量，或者說(shuō)受光照射的物體在單位時(shí)間內(nèi)每單位面積上所接受的光度，單位以米燭光或英尺燭光（ftc）表示 8.照度與光度、距離之間有什么關(guān)系? 答：照度與光度、距離間的關(guān)系是：E(照度)=I(光度)/r2(距離平方) 9.被照體的照度大小與哪些因素有關(guān)? 答：被照體的照度與光源的發(fā)光強(qiáng)度及被照體和光源之間的距離有關(guān)，而與被照體的顏色、表面性質(zhì)及表面積大小無(wú)關(guān) 從上面可以推出： 1L=cd/m）=1LM/sr×m2 也就是說(shuō)，亮度與流明成正比，而流明與色溫?zé)o直接關(guān)系 LED(Light-Emitting-Diode中文意思為發(fā)光二極管)是

6、一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的半導(dǎo)體，它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場(chǎng)發(fā)光。據(jù)分析，LED的特點(diǎn)非常明顯，壽命長(zhǎng)、光效高、無(wú)輻射與低功耗。LED的光譜幾乎全部集中于可見(jiàn)光頻段，其發(fā)光效率可達(dá)8090%。將LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及T5三基色熒光燈進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示：普通白熾燈的光效為12lmW，壽命小于2000小時(shí)，螺旋節(jié)能燈的光效為60lmW，壽命小于8000小時(shí)，T5熒光燈則為96lmW，壽命大約為10000小時(shí)，而直徑為5毫米的白光LED為2028lmW，壽命可大于100000小時(shí)。有人還預(yù)測(cè)，未來(lái)的LED壽命上限將無(wú)窮大。 大功率，指發(fā)光工率大，一般指0

7、.5W，1W 3W 5W或更高的。光強(qiáng)與流明是比小功率大，但同樣散熱也很大，現(xiàn)在大功率都是單顆應(yīng)用，加很大的散熱片。小功率一般是0.06W左右的。插件和食人魚等?，F(xiàn)在LED手 電一般是用小功率用的，光散不散，取決于LED的發(fā)光角度，有大角度小角度之分，小角度不散，大角度才散。市面上的手電筒一般是用草帽頭做的。效果很好。現(xiàn)在就擔(dān)心有些廠家不重質(zhì)量，拿的次品LED做電筒，用不了多久就有死燈。 符號(hào) 二極管（國(guó)標(biāo)） 二極管的判別及參數(shù) 1.簡(jiǎn)述 半導(dǎo)體是一種具有特殊性質(zhì)的物質(zhì)，它不像導(dǎo)體一樣能夠完全導(dǎo)電，又不像絕緣體那樣不能導(dǎo)電，它介于兩者之間，所以稱為半導(dǎo)體。半導(dǎo)體最重要的兩種元素是硅(讀“gu”

8、)和鍺(讀“zh”)。我們常聽說(shuō)的美國(guó)硅谷，就是因?yàn)槟抢镉泻枚嗉野雽?dǎo)體廠商。 二極管應(yīng)該算是半導(dǎo)體器件家族中的元老了。很久以前，人們熱衷于裝配一種礦石收音機(jī)來(lái)收聽無(wú)線電廣播，這種礦石后來(lái)就被做成了晶體二極管。 二極管最明顯的性質(zhì)就是它的單向?qū)щ娞匦?，就是說(shuō)電流只能從一邊過(guò)去，卻不能從另一邊過(guò)來(lái)(從正極流向負(fù)極)。我們用萬(wàn)用表來(lái)對(duì)常見(jiàn)的1N4001型硅整流二極管進(jìn)行測(cè)量，紅表筆接二極管的負(fù)極，黑表筆接二極管的正極時(shí)，表針會(huì)動(dòng)，說(shuō)明它能夠?qū)щ?；然后將黑表筆接二極管負(fù)極，紅表筆接二極管正極，這時(shí)萬(wàn)用表的表針根本不動(dòng)或者只偏轉(zhuǎn)一點(diǎn)點(diǎn)，說(shuō)明導(dǎo)電不良(萬(wàn)用表里面，黑表筆接的是內(nèi)部電池的正極)。 常見(jiàn)的幾種

9、二極管中有玻璃封裝的、塑料封裝的和金屬封裝的等幾種。像它的名字，二極管有兩個(gè)電極，并且分為正負(fù)極，一般把極性標(biāo)示在二極管的外殼上。大多數(shù)用一個(gè)不同顏色的環(huán)來(lái)表示負(fù)極，有的直接標(biāo)上“”號(hào)。大功率二極管多采用金屬封裝，并且有個(gè)螺母以便固定在散熱器上。 2半導(dǎo)體二極管的極性判別及選用 (1) 半導(dǎo)體二極管的極性判別 一般情況下，二極管有色點(diǎn)的一端為正極，如2AP12AP7，2AP112AP17等。如果是透明玻璃殼二極管，可直接看出極性，即內(nèi)部連觸絲的一頭是正極，連半導(dǎo)體片的一頭是負(fù)極。塑封二極管有圓環(huán)標(biāo)志的是負(fù)極，如IN4000系列。 無(wú)標(biāo)記的二極管，則可用萬(wàn)用表電阻擋來(lái)判別正、負(fù)極，萬(wàn)用表電阻擋示

10、意圖見(jiàn)圖T304。 根據(jù)二極管正向電阻小，反向電阻大的特點(diǎn)，將萬(wàn)用表?yè)艿诫娮钃?一般用R×100或R×1k擋。不要用R×1或R×10k擋，因?yàn)镽×1擋使用的電流太大，容易燒壞管子，而R×10k擋使用的電壓太高，可能擊穿管子)。用表筆分別與二極管的兩極相接，測(cè)出兩個(gè)阻值。在所測(cè)得阻值較小的一次，與黑表筆相接的一端為二極管的正極。同理，在所測(cè)得較大阻值的一次，與黑表筆相接的一端為二極管的負(fù)極。如果測(cè)得的正、反向電阻均很小，說(shuō)明管子內(nèi)部短路；若正、反向電阻均很大，則說(shuō)明管子內(nèi)部開路。在這兩種情況下，管子就不能使用了。 (2) 半導(dǎo)體二極管的

11、選用 通常小功率鍺二極管的正向電阻值為300500，硅管為1k或更大些。鍺管反向電阻為幾十千歐，硅管反向電阻在500k以上(大功率二極管的數(shù)值要大得多)。正反向電阻差值越大越好。 點(diǎn)接觸二極管的工作頻率高，不能承受較高的電壓和通過(guò)較大的電流，多用于檢波、小電流整流或高頻開關(guān)電路。面接觸二極管的工作電流和能承受的功率都較大，但適用的頻率較低，多用于整流、穩(wěn)壓、低頻開關(guān)電路等方面。 選用整流二極管時(shí)，既要考慮正向電壓，也要考慮反向飽和電流和最大反向電壓。選用檢波二極管時(shí)，要求工作頻率高，正向電阻小，以保證較高的工作效率，特性曲線要好，避免引起過(guò)大的失真。 3半導(dǎo)體分立元器件命名方法 利用二極管單向

12、導(dǎo)電的特性，常用二極管作整流器，把交流電變?yōu)橹绷麟?，即只讓交流電的正半?或負(fù)半周)通過(guò)，再用電容器濾波形成平滑的直流。事實(shí)上好多電器的電源部分 都是這樣的。二極管也用來(lái)做檢波器，把高頻信號(hào)中的有用信號(hào)“檢出來(lái)”，老式收音機(jī)中會(huì)有一個(gè)“檢波二極管”，一般用2AP9型鍺管。 二極管的類型也有好幾種，對(duì)于電子制作來(lái)說(shuō)，常常用到以下的二極管： 用于穩(wěn)壓的穩(wěn)壓二極管，用于數(shù)字電路的開關(guān)二極管，用于調(diào)諧的變?nèi)荻O管，以及光電二極管等，最?？匆?jiàn)的是發(fā)光二極管。 1發(fā)光二極管 (1) 符號(hào) (2) 發(fā)光二極管 發(fā)光二極管在日常生活電器中無(wú)處不在，它能夠發(fā)光，有紅色、綠色和黃色等，有直徑為3mm或5mm圓形的

13、，也有規(guī)格為2×5mm長(zhǎng)方形的。與普通二極管一樣，發(fā)光二極管也是由半導(dǎo)體材料制成的，也具有單向?qū)щ姷男再|(zhì)，即只有極性正確才能發(fā)光。 發(fā)光二極管的發(fā)光顏色一般和它本身的顏色相同，但是近年來(lái)出現(xiàn)了透明的發(fā)光管，它也能發(fā)出紅黃綠等顏色的光，只有通電了才能知道。 辨別發(fā)光二極管正負(fù)極的方法，有實(shí)驗(yàn)法和目測(cè)法。實(shí)驗(yàn)法就是通電看看能不能發(fā)光，若不能就是極性接錯(cuò)或是發(fā)光管損壞。 注意發(fā)光二極管是一種電流型器件，雖然在它的兩端直接接上3V的電壓后能夠發(fā)光，但容易損壞，在實(shí)際使用中一定要串接限流電阻，工作電流根據(jù)型號(hào)不同一般為1mA到30mA。另外，由于發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓一般為1.7V以上，所以一節(jié)

14、1.5V的電池不能點(diǎn)亮發(fā)光二極管。同樣，一般萬(wàn)用表的R×1擋到R×1k擋均不能測(cè)試發(fā)光二極管，而R×10k擋由于使用15V的電池，能把有的發(fā)光管點(diǎn)亮。 用眼睛來(lái)觀察發(fā)光二極管，可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的兩個(gè)電極一大一小。一般來(lái)說(shuō)，電極較小、個(gè)頭較矮的一個(gè)是發(fā)光二極管的正極，電極較大的一個(gè)是它的負(fù)極。若是新買來(lái)腳較長(zhǎng)的一個(gè)是正極。 (3) 發(fā)光二極管的伏安特性 發(fā)光二極管的伏安特性與普通二極管類似，但它的正向壓降較大，并在正向壓降達(dá)到一定值時(shí)發(fā)光。發(fā)光顏色和構(gòu)成PN結(jié)的材料有關(guān)，通常有紅、黃、綠、藍(lán)和紫等顏色。發(fā)光亮度近似和工作電流密度成正比，但摻雜ZnO和GaP的發(fā)光二極管，

15、其發(fā)光亮度隨電流密度的增加會(huì)很快趨向飽和。另外，隨結(jié)溫的升高，LED的發(fā)光亮度將會(huì)減弱。 由于發(fā)光二極管的響應(yīng)時(shí)間(光信號(hào)對(duì)電信號(hào)的延遲時(shí)間)一般小于100ns，故直流信號(hào)、交流信號(hào)或脈沖信號(hào)均可作為它的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 國(guó)產(chǎn)LED器件用FG × 1 × 2 × 3 × 4 × 5 × 6命名，其中×1表示材料，×1取值1，2，3分別對(duì)應(yīng)LED的材料為GaAsP，GaAsAl和GaP。×2表示發(fā)光顏色，×2取16時(shí)表示發(fā)光顏色為紅、橙、黃、綠、藍(lán)和復(fù)色，× 3表示封裝形式。× 4表

16、示外形，取0 6各整數(shù)時(shí)，分別指發(fā)光二極管的外形為圓形、長(zhǎng)方形、符號(hào)形、三角形、正方形、組合形和特殊形。× 5 × 6為序號(hào)。 使用發(fā)光二極管時(shí)，若用電壓源驅(qū)動(dòng)，則應(yīng)在電路中串接限流電阻，以防止LED中電流過(guò)大而損壞。用交流信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，為防止LED被反向擊穿，可在兩端反極性并連整流二極管。幾種紅色發(fā)光二極管的參數(shù)見(jiàn)表B313。 2Z310半導(dǎo)體發(fā)光器件：LED數(shù)碼管 常用的LED數(shù)碼管如圖T310(a)所示。它是利用發(fā)光二極管的制造工藝，由7個(gè)條狀管 芯 和一個(gè)點(diǎn)狀管芯的發(fā)光二極管制成。LED數(shù)碼管有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式，其等效電路分別如圖T311所示。各段發(fā)光二極管的陽(yáng)極連

17、在一起作為公共端，因此稱為共陽(yáng)極數(shù)碼管。工作時(shí)應(yīng)當(dāng)將陽(yáng)極連電源正極，各驅(qū)動(dòng)輸入端通過(guò)限流電阻接相應(yīng)的譯碼驅(qū)動(dòng)器的輸出。當(dāng)譯碼驅(qū)動(dòng)器的輸出為低電平時(shí)，數(shù)碼管相應(yīng)的段變亮。 LED數(shù)碼管各段發(fā)光二極管的伏安特性與普通二極管類似，只是正向壓降稍大，在正向電流達(dá)到適當(dāng)大小時(shí)就能發(fā)光。在一定范圍內(nèi)，發(fā)光亮度和正向電流的大小近似成正比，但正向電流應(yīng)小于允許的最大電流，并應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ浚话阋圆怀^(guò)極限電流的70%為宜。因此，它的驅(qū)動(dòng)輸入端和譯碼電路或電壓源相連時(shí)，應(yīng)當(dāng)串接合適的限流電阻，以免損壞器件。 表B314列出了幾種數(shù)碼管的參數(shù)。 LED數(shù)碼管的大小規(guī)格很多，一般尺寸大的工作電壓也大，這是因?yàn)榇蟪?/p>

18、寸數(shù)碼管的每一段可能是由幾個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)組成，稱為導(dǎo)光柱型。國(guó)產(chǎn)LED數(shù)碼管的管腳排列規(guī)格很多，因此，使用時(shí)除查產(chǎn)品說(shuō)明書外，主要采用實(shí)測(cè)的方法來(lái)確定各管腳的功能，下面 以共陽(yáng)極數(shù)碼管為例來(lái)說(shuō)明。 先按圖T312準(zhǔn)備好測(cè)試線路，把數(shù)碼管的左下角接地，再使A端逐個(gè)和其它管腳接觸。若A端和所有管腳都已接觸過(guò)，而數(shù)碼管各段全不亮，則左下角管腳即為陽(yáng)極或空腳(設(shè)數(shù)碼管是好的)。若A端接觸管腳時(shí)數(shù)碼管上某段變亮，則A端接觸的管腳為陽(yáng)極。然后使A和陽(yáng)極連好，用地線分別接觸陽(yáng)極以外的各管腳，相應(yīng)的段就會(huì)變亮，從而可確定管腳和顯示段間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 3Z312半導(dǎo)體光敏器件：光敏二極管 光敏二極管又稱光電二極管，目前使用最多的是光電二極管。它有四種類型：PN結(jié)型，PIN結(jié)型，雪崩型和肖特基結(jié)型。以下簡(jiǎn)介PN結(jié)型光敏二極管。 PN結(jié)型光敏二極管同普通二極管一樣，也是PN結(jié)構(gòu)造，只是結(jié)面積較大，結(jié)深較淺，管殼上有光窗，從而使人射光容易注入PN結(jié)的耗盡區(qū)中進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，大的結(jié)面積增加了有效光面積，提高了光電轉(zhuǎn)換效率。 在無(wú)光照射時(shí)，光敏二極管的伏安特性和普通二極管一樣，此時(shí)的反向飽和電流叫暗電流，一般在幾微安到幾百微安之間，其值隨反向偏壓的增大和環(huán)境溫度的升高而增大。在檢測(cè)弱光電信號(hào)時(shí)，必須考慮用暗電流小的管子。 在有光照時(shí)，光敏二極管在一定的反偏電壓范圍內(nèi)