很多年來，發(fā)光二極管(led)廣泛的應(yīng)用于狀態(tài)顯示與點陣顯示板�，F(xiàn)在，不僅可以選擇近期剛剛研發(fā)出來的藍光和白光產(chǎn)品(普遍用于便攜設(shè)備)，而且也能在已有的綠光、紅光和黃光產(chǎn)品中選擇。例如，白光led被認為是彩色顯示器的理想背光源。但是，必須注意這些新型led 產(chǎn)品的固有特性，需要為其設(shè)計適當?shù)墓╇婋娫�。本文描述了新、舊類型led的特性，以及對驅(qū)動電源的性能要求。

    標準紅光、綠光和黃光led

    使led 工作的最簡單的方式是，用一個電壓源通過串接一個電阻與led 相連。只要工作電壓(vb)保持恒定，led 就可以發(fā)出恒定強度的光(盡管隨著環(huán)境溫度的升高光強會減小)。通過改變串聯(lián)電阻的阻值能夠?qū)⒐鈴娬{(diào)節(jié)至所需要的強度。

    對于5mm直徑的標準led，圖1給出了其正向?qū)妷?vf)與正向電流(if)的函數(shù)曲線。[1] 注意led的正向壓降隨著正向電流的增大而增加。假定工作于10ma正向電流的綠光led應(yīng)該有5v 的恒定工作電壓，那么串接電阻rv 等于(5v -vf,10ma)/10ma = 300 。如數(shù)據(jù)表中所給出的典型工作條件下的曲線圖(圖2)所示，其正向?qū)妷簽?v。

    圖1. 標準紅光、綠光和黃光led 具有1.4v 至2.6v 的正向?qū)妷悍秶�。當正向電流低�?0ma時，正向?qū)妷簝H僅改變幾百毫伏。

    圖2. 串聯(lián)電阻和穩(wěn)壓源提供了簡單的led 驅(qū)動方式。

    這類商用二極管采用gaasp (磷砷化鎵)制成。易于控制，并且被絕大多數(shù)工程師所熟知，它們具有如下優(yōu)點： ?所產(chǎn)生的色彩(發(fā)射波長)在正向電流、工作電壓以及環(huán)境溫度變化時保持相當?shù)姆�(wěn)定性。標準綠光led 發(fā)射大約565nm 的波長，容差僅有25nm。由于色彩差異非常小，在同時并聯(lián)驅(qū)動幾個這樣的led 時不會出現(xiàn)問題(如圖3 所示)。正向?qū)妷旱恼Ｗ兓瘯构鈴姰a(chǎn)生微弱的差異，但這是次要的。通�？梢院雎酝粡S商、同一批次的led 之間的差異。 ?正向電流高至大約10ma時，正向電壓變化很小。紅光led 的變化量大約為200mv， 其它色彩大約為400mv (如圖1 所示)。 ?相比之下，對于低于10ma 的正向電流，藍光和白光led 的正向電壓變化更小�？梢灾苯邮褂帽阋说匿囯姵鼗蛉�(jié)nimh 電池驅(qū)動。

    圖3. 該圖給出了同時并聯(lián)驅(qū)動幾個紅光、黃光或者綠光led 的結(jié)構(gòu)，具有很小的色彩差異或亮度差異。

    因此，驅(qū)動標準led的電流消耗非常低。如果led的驅(qū)動電壓高于其最大的正向電壓，則并不需要升壓轉(zhuǎn)換器或者復(fù)雜昂貴的電流源。

    led甚至可以直接由鋰電池或者3節(jié)nimh電池來驅(qū)動，只要因電池放電而導(dǎo)致的亮度減弱可以滿足該應(yīng)用的要求即可。

    藍光led

    在很長的一段時間內(nèi)都無法提供發(fā)射藍光的led。設(shè)計工程師僅能采用已有的色彩：紅色、綠色和黃色。早期的“藍光”器件并不是真正的藍光led，而是包圍有藍色散射材料的白熾燈。

    幾年前，使用純凈的碳化硅(sic)材料研制出了第一個“真正的藍光”led，但是它們的發(fā)光效率非常低。下一代器件使用了氮化鎵基料，其發(fā)光效率可以達到最初產(chǎn)品的數(shù)倍。當前制造藍光led的晶體外延材料是氮化銦鎵(ingan)。發(fā)射波長的范圍為450nm至470nm，氮化銦鎵led可以產(chǎn)生五倍于氮化鎵led的光強。

    白光led

    真正發(fā)射白光的led是不存在的。這樣的器件非常難以制造，因為led的特點是只發(fā)射一個波長。白色并不出現(xiàn)在色彩的光譜上；一種替代的方法是，利用不同波長合成白色光。

    白光led設(shè)計中采用了一個小竅門。在發(fā)射藍光的ingan基料上覆蓋轉(zhuǎn)換材料，這種材料在受到藍光激勵時會發(fā)出黃光。于是得到了藍光和黃光的混合物，在肉眼看來就是白色的(如圖4所示)。

    圖4. 白光led 的發(fā)射波長(實線)包括藍光和黃光區(qū)域的峰值，但是在肉眼看來就是白色。肉眼的相對光敏感性(虛線)如圖所示。

    白光led的色彩由色彩坐標定義。x和y坐標的數(shù)值根據(jù)國際照明委員會(cie)的15.2規(guī)范的要求計算得到。白光led 的