1．發(fā)光二極管的特點 發(fā)光二極管 LED（Light-Emitting Diode）是能將電信號轉(zhuǎn)換成光信號的結(jié)型電致發(fā)光半導(dǎo)體器件。 其主要特點是： （1）在低電壓（1.5～2.5V）、小電流(5～30mA)的條件下工作，即可獲得足夠高的亮度。 （2）發(fā)光響應(yīng)速度快（10-7～10-9 s），高頻特性好，能顯示脈沖信息。 （3）單色性好，常見顏色有紅、綠、黃、橙等。 （4）體積小。發(fā)光面形狀分圓形、長方形、異形（三角形等）。其中圓形管子的外徑有φ 1、φ 2、 φ 3、φ 4、φ 5、φ 8、φ 10、φ 12、φ 15、φ 20（mm）等規(guī)格，直徑 1 mm 的屬于超微型 LED。 （5）防震動及抗沖擊穿性能好，功耗低，壽命長。由于 LED 的 PN 結(jié)工作在正向?qū)顟B(tài)，本射功 耗低，只要加必要的限流措施，即可長期使用， 壽命在 10 萬小時以上，甚至可達 100 萬小時。 （6）使用靈活，根據(jù)需要可制成數(shù)碼管、字符管、電平顯示器、點陣顯示器、固體發(fā)光板、LED 平 極型電視屏等。 （7）容易與數(shù)字集成電路匹配。 2．發(fā)光二極管的原理 發(fā)光二極管內(nèi)部是具有發(fā)光特性的 PN 結(jié)。當(dāng) PN 結(jié)導(dǎo)通時，依靠少數(shù)載流子的注入以及隨后的復(fù)合 而輻射發(fā)光。

普通發(fā)光二極管的外形、符號及伏安特 性如圖 1 所示。LED 正向伏安特性曲線比較陡，在 正向?qū)ㄖ皫缀跤须娏?。?dāng)電壓超過開啟電壓時，電流就急劇上升。因此，LED 屬于電流控制型半導(dǎo)體 器 件，其發(fā)光亮度 L（單位 cd/m2，讀作坎[德拉]每平方米）與正向電流 IF 近似成正雙，有公式 L =K IFm 式中，K 為比例系數(shù)，在小電流范圍內(nèi)（IF=1～10mA），m=1.3～1.5。當(dāng) IF＞10mA 時，m=1， 式（5.10.1）簡化成 L =K IF 即亮度與正向電流成正比。以磷砷化鎵黃色 LED 為例，相對發(fā)光強度與正向電流的關(guān)系如圖 2 所示。 LED 的正向電壓則與正向電流以及管芯的半導(dǎo)體 材料有關(guān)。使用時應(yīng)根據(jù)所要求的顯示亮度來選取合適 的 IF 值（一般選 10mA 左右，對于高亮度 LED 可選 1～2mA），既保證亮度適中，也不會損壞 LED。 若電流過大，就會燒毀 LED 的 PN 結(jié)。此外，LED 的使用壽命將縮短。 由于發(fā)光二極管的功耗低、體積小，色彩鮮艷、響應(yīng)速度快、壽命長，所以常用作收錄機、收音機和 電子儀器的電平指示器、調(diào)諧指示器、電源指示器 等。

發(fā)光二極管在正向?qū)〞r有一定穩(wěn)壓作用，還可作 直流穩(wěn)壓器中的穩(wěn)壓二極管，提供基準(zhǔn)電壓，兼作電源指示燈。目前市場上還有一種帶反射腔及固定裝置的發(fā) 光二要管（例如 BT104-B2、BT102-F），很容易固定在儀器面板上。 LED 的輸出光譜決定其發(fā)光顏色及光輻射純度，也反映出半導(dǎo)體材料的特性。常見管芯材料有磷化鎵 （GaP）、砷化鎵（GaAsP）、磷砷化鎵（GaAlAs）、砷鋁化鎵（GaN）氮化鎵可發(fā)藍(lán)光。 3．使用注意事項 （1）管子極性不得接反，一般講引線較長的為正極，引線較短的是負(fù)極。 （2）使用中各項參數(shù)不得超過規(guī)定極限值。正向電流 IF 不允許超過極限工作電流 IFM 值，并且隨著 環(huán)境溫度的升高，必須作降額使用。長期使用溫度不宜超過 75℃。 （3）焊接時間應(yīng)盡量短，焊點不能在管腳根部。焊接時應(yīng)使用鑷子夾住管腳根部散熱，宜用中性助焊 劑（松香）或選用松香焊錫絲。 （4）嚴(yán)禁用有機溶液浸泡或清洗。 （5）LED 的驅(qū)動電路必須加限流電阻，一般可取一百歐至幾百歐，視電源電壓而定。 （6）在發(fā)光亮度基本不變的情況下，采用脈沖電壓驅(qū)動可以節(jié)省耗電。對于 LED 點陣顯示器，采用 掃描顯示方式能大大降低整機功耗。