发光二极管的原理

发光二极管的原理 发布日期：2006-08-28 文章来源： 广电电器

一、发光二极管的原理? 发光二极管（LED）是一种由磷化镓（GaP）等半导体材料制成的、能直接将电能转变成 光能的发光显示器件。当其内部有一定电流通过时，它就会发光。图 4-21 是共电路图 形符号。 发光二极管也与普通二极管一样由 PN 结构成， 也具有单向导电性。 它广泛应用于 各种电子电路、家电、仪表等设备中、作电源指示或电平指示。 ?

二、发光二极管的类型、主要参数?

按其使用材料可分为磷化镓(GaP)发光二极管、磷砷化镓(GaAsP)发光二极管、砷 化镓(GaAs)发光二极管、 磷铟砷化镓(GaAsInP)发光二极管和砷铝化镓(GaAlAs)发光二 极管等多种。

按其封装结构及封装形式除可分为金属封装、陶瓷封装、塑料封装、树脂封装和无引线表面封装外，还可分为加色 散射封装（D）、无色散射封装（W）、有色透明封装（C）和无色透明封装（T）。

按其封装外形可分为圆形、方形、矩形、三角形和组合形等多种，图 4-22 为几种发光二极管的外形。

塑封发光二极管按管体颜色又分为红色、琥珀色、黄色、橙色、浅蓝色、绿色、黑色、白色、透明无色等多种。而 圆形发光二极管的外径从￠2~￠20mm，分为多种规格。

按发光二极管的发光颜色又可人发为有色光和红外光。有色光又分为红色光、黄色光、橙色光、绿色光等。

另外，发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪 烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。

1．普通单色发光二极管? 普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度 快、寿命长等优点，可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。它属于电流控制型半导体器件，使用时需串接合适 的限流电阻。

图 4-23 是普通发光二极管的应用电路。

普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关，而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。红 色发光二极管的波长一般为 650~700nm，琥珀色发光二极管的波长一般为 630~650 nm ，橙色发光二极管的波长一般为 610~630 nm 左右，黄色发光二极管的波长一般为 585 nm 左右，绿色发光二极管的波长一般为 555~570 nm。

常用的国产普通单色发光二极管有 BT（厂标型号）系列、FG（部标型号）

系列和 2EF 系列，见表 4-26、表 4-27 和表 4-28。

常用的进口普通单色发光二极管有 SLR 系列和 SLC 系列等。

2．高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管? 高亮度单色发光二极管和超高亮度单

色发光二极管使用的 半导体材料与普通单色发光二极管不同，所以发光的强度也不同。

通常，高亮度单色发光二极管使用砷铝化镓（GaAlAs）等材料，超高亮度单色发光二极管使 用磷铟砷化镓（GaAsInP）等材料，而普通单色发光二极管使用磷化镓（GaP）或磷砷化镓 （GaAsP）等材料。

常用的高亮度红色发光二极管的主要参数见表 4-29， 常用的超高亮度单色发光二极管的 主要参数见表 4-30。

3．变色发光二极管? 变色发光二极管是能变换发光颜色的发光二极管。变色发光二极 管发光颜色种类可分为双色发光二极管、三色发光二极管和多色（有红、蓝、绿、白四种颜 色）发光二极管。

变色发光二极管按引脚数量可分为二端变色发光二极管、三端变色发光二极管、四端变 色发光二极管和六端变色发光二极管。

图 4-25 是六端变色发 图 4-24 是三端变色发光二极管的外形和电路图形符号 光二极管的外形和内 部电路

常用的双色发光二极管有 2EF 系列和 TB 系列，常用的三色发光二极管有 2EF302、 2EF312、2EF322 等型号，见表 4-31。

4．闪烁发光二极管? 闪烁发光二极管（BTS）是一种由 CMOS 集成电路和发光二极管组 成的特殊发光器件，可用于报警指示及欠压、超压指示。其外形、内部结构图及内电路框图 见图 4-26 和图 4-27。

闪烁发光二极管在使用时，无须外接其它元件，只要在其引脚两端加上适当的直流工作 电压（5V）即可闪烁发光。

表 4-32 是几种常用闪烁发光二极管的主要参数。

5．电压控制型发光二极管? 普通发光二极管属于电流控制型器件，在使用时需串接适当阻 值的限流电阻。电压控制型发光二极管（BTV）是将发光二极管和限流电阻集成制作为一体， 使用时可直接并接在电源两端。见图 4-28 是电压控制型发光二极管的外形胩内部结构图。

图 4-28 是电压控制型发光二极管 表 4-33 为 BTV 系列电压控制型发光二极管的主要参数。 的外形胩内部结构图。

电压控制型发光二极管的发 光颜色有红、黄、绿等，工作电压 有 5V、9V、12V、18V、19V、24V

共 6 种规格。 见表 4-33 为 BTV 系列电压控制型发光二极管的主要参数。

6．红外发光二极管? 红外发光二极管也称红外线发射二极管，它是可以将电能直接转 换成红外光 （不可见光） 并能辐射出去的发光器件， 主要应用于各种光控及遥控发射电路中。 其外形图见图 4-29。

红外发光二极管的结构、原理与普通发光二极管相近，只是使用的半导体材料不同。红 外发光二极管通常使用砷化镓（GaAs）、砷铝化镓（GaAlAs）等材料，采用全透明或浅蓝色、 黑色的树脂封装。

常用的红外发光二极管有 SIR 系列、

SIM 系列、PLT 系列、GL 系列、HIR 系列和 HG 系列 等，见表 4-34 和表 4-35。