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(diǎn)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φ1、φ2、φ3、φ4、φ5、φ8、φ10、φ12、φ15、φ20（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，今日焦點(diǎn)：

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　　• 內(nèi)蒙自治區(qū)水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整成效顯著
　　• 我國家具業(yè)產(chǎn)值已居世界第二位
　　• 南寧今年竣工80萬平方米經(jīng)濟(jì)適用房

　　壽命在10萬小時(shí)以上，甚至可達(dá)100萬小時(shí)。

　�。�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(diǎn)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(shí)，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皫缀跤须娏鳌．?dāng)電壓超過開啟電壓時(shí)，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(shí)，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(qiáng)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(shí)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，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(jī)、收音機(jī)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(shí)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(xiàng)

　�。�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(xiàng)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(shí)間應(yīng)盡量短，焊點(diǎn)不能在管腳根部。焊接時(shí)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(jī)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(diǎn)陣顯示器，采用掃描顯示方式能大大降低整機(jī)功耗。

　　4．檢查發(fā)光二極管的好壞

　　發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦�，使用r×10k檔可測出其正、反向電阻。一般正向電阻應(yīng)小于30kω，反向電阻應(yīng)大于1mω。若正、反向電阻均為零，說明內(nèi)部擊穿短路。若正、反向電阻均為無窮大，證明內(nèi)部開路。

　　常見發(fā)光二極管的種類及主要參數(shù)見表2。需要說明兩點(diǎn)：第一，對于同種材料的管芯，由于所摻雜質(zhì)的不同，發(fā)光顏色亦不同；第二，led屬于電流控制型器件，vf隨if而變化，所標(biāo)vf值僅供參考。

　　此外，根據(jù)外形也可以區(qū)分發(fā)光二極管的正、負(fù)極。早期生產(chǎn)的管子帶金屬管座，上面罩一光學(xué)透鏡，管側(cè)有一突起，靠近突起的是正極。目前生產(chǎn)的led，全部用透明或半透明的環(huán)氧樹脂封裝而成，并且利用環(huán)氧樹脂構(gòu)成透鏡，起放大和聚焦作用，這類管子引線較長的為正極。

　　注意事項(xiàng)：

　　本書不推薦使用r×1k檔測量led的正、反向電阻。因?yàn)樵摍n電池電壓e＜vf，在很多情況下列法使管子導(dǎo)通，這樣測出的正向電阻就是無窮大，會給人以假象而造成誤判斷。r×10k檔的電池電壓e》vf，