发光晶闸管|澳门沙金网址

2023-05-30 06:16:06

1、发光晶闸管

发光晶闸管（）：是一种发光的半导体元件，具有晶闸管的电子特性； 因此，LED首先是晶闸管（结构），其次是发光（功能）。

LED的工作原理是：晶闸管的“空穴”和“自由电子”在电流的作用下流向PN结，当“空穴”和“自由电子”相遇并形成复合时，当电子从导带向低能带移动，同时以光的形式释放能量； 这些方法转换光能的效率非常高。

有些人可能会有一种错觉：电子从导带落到价带，所以对电子的电磁力更大，那么电磁能应该减少吗？

不举例子了，打个比方：我不敢从1层楼的高度往上跳，所以我从1米高的地方跳到地上。 它是释放能量还是吸收能量？ 显然，当我们跳出时，重力势能会转化为动能，动能相对于重力势能是减少的。 那么，我们再来准备一下基态理论：电子轨道离原子核越远，电子的基态就越高。 比如我离地球越远，重力势能就越大。

同时发光二极管工作原理，由于半导体和杂质不同，“自由电子”和“空穴”复合形成的能量不同（带隙长度不同），所以根据不同的半导体材料和杂质材料，LED可以发出不同的光颜色（发光频率）光，右图为可见光的波长分布； 人的视觉范围是在可见光区，实际上LED只能发出紫外线、红外线等波长更多的不可见光，这种光在各个领域的应用中有着非常广泛的应用。

一、发光晶闸管的结构与类型

与其他晶闸管相比，LED的工作原理显然没有什么特别之处。 所有PN结结构的晶闸管正向导通后都会重新结合“自由电子”和“空穴”，为什么我们只看到LED发光，而其他晶闸管却看不到发光？

我觉得这很大一部分是由于发光晶闸管的结构造成的，它由以下几个部分组成：

1、芯片：光源发光；

2、支架：包括基板、散热底座、引脚等（散热和传导）；

3、银线：导电；

4、透明树脂：保护硬质合金，透光。

1、通过透明树脂/塑料保护罩，LED芯片可以让光线穿过“包裹”到外面； 而普通晶闸管采用塑料封装在不透明的外壳中，封装上挡住了光线；

2、普通晶闸管没有设计“自由电子”和“空穴”在PN结复合后释放的能量大小，因此能量对应的光波长很可能落在可见光之外。

我们平时在设备或单板上使用的LED灯，只是发光晶体管的一小部分。 各种发光晶闸管早已覆盖到我们生活的方方面面，包括：手机探照灯、强光手电筒、家用节能灯、夜视监控摄像头、各种显示数码管等。

根据LED的封装、发光面和特性的不同，LED大致分为以下几种类型：

1、外挂LED：外挂LED不仅包括常见的2脚单色LED，还包括3脚双色LED、4脚RGB全彩LED；

2、SMD LED：通常SMD贴片LED分为0402、0603、0805、1206等封装，颜色有单色、双色和RGB全色；

插件和SMD LED广泛应用于单板，多用于设备功能、状态和插座状态指示；

3、大功率LED：这类LED一般用于照明用途，多数发黑光，功率可达几瓦；

4、LED数码管：多个LED单独排列，组成特定的字母、数字、米字、或条形等；

5、LED点阵屏：将LED组成矩阵，可以显示中英文字母。 根据颜色，可以是单色、双色或RGB全色；

6、智能LED：这些LED除了内部有LED灯芯外，还有一个外部控制电路，可以实现特定的功能，比如闪烁或者点亮来控制每个点的颜色；

7、特殊LED：能发出人耳看不见的光：如红外线、紫外线等； 用于遥控、夜视监控等。

二、发光晶闸管的主要参数

1、正向电流VF：指正向电压流过时，阳极A和阴极K之间形成的电流；

1、正向电流大于阈值时：电压极小，不发光；

2、正向电流超过阈值时：正向电压随电流迅速下降，发光；

3、当正向电流超过工作电流范围时：LED可能被击穿；

4、发光颜色不同的LED其正常正向电流不同，如红灯：1.8~2.0V； 蓝白灯：2.8~3.3V。

2、正向电压IF：指通正向电流时阳极A和阴极K之间形成的电压；

1、LED的正向电压一般控制在20mA以内（根据元件数据）。 电压过高容易导致LED的Tj偏低，从而造成LED损坏或影响使用寿命；

2、当LED电流减小时，电压呈指数下降，类似于普通晶闸管，需要串联起来保护内阻。

3、发光硬度IV：表示从特定方向观察到的照度（单位：cd/mcd）；

1、光强是指单位立体角内发出的光通量。 比较光强时，需要注意指向角度；

2、透镜可以将出光集中在特定方向（透镜集光），虽然出光量小，但也可以聚光增加光强；

3. IV值需要指定LED被检测到的正向电压是多少。

这里出现了一个特殊的单位：cd/mcd； 这是国际单位制中的七个国际基本单位，包括厚度、质量、时间、电流、热力学体温、物质的量。 这样一个行之有效的单位，我们把它翻译成英文为：/； 这个单位的名字乍看毫无头绪，再看还是一头雾水； 那我们只能把英文名字音译回中文名字：; 然后音译成英文：。

是的，坎德拉首先是指蜡烛发出的光的硬度； 后来定义：光源在给定方向上的光硬度，单位立体角内1流明发出的光，称为1坎德拉。 赋予月球万物生命的阳光硬度约为1.5*cd/m2； 而充满诗情画意的月光硬度约为/m2。

随之而来的是一个新名词：流明。 这些是什么？ 让我们继续阅读。

1、光通量Φv：指光源发出的光的总量（单位：流明/流明）；

光通量（flux）是指：人眼能感觉到的辐射功率（光源向周围辐射的总光能），等于单位时间内某一波段的辐射能与相对能见度之和该频段产品的速率。 由于人眼对不同波长光的相对可见度不同，当不同波长光的辐射功率相等时，光通量就不相等。

——比如人眼对蓝色和红色敏感（能见度高），但对蓝白不敏感（能见度低），所以发出的光红蓝功率相同，我们感受到的光硬度不是相同的。

2、主波长λD：LED通常用波长来表示颜色，主波长相当于人耳所见颜色对应的波长（单位：nm）；

1、红色通常是由其他颜色（RGB/B+Y）复合得到；

2、不同LED材料对应的发光颜色，如右图；

3、浊度坐标：指用二维正交坐标系（x（R）和y（G））表示的LED发光颜色的实际值； 由于图中R+G+B=1，所以没有标注B=1-RG； 如右图所示。

4、亮度：喜欢摄影的同事应该比较熟悉。 是指在一定温度下，当光源发出的光的颜色与宋体所辐射的颜色相同时，宋体的温度称为光源的照度； 亮度越低，亮度越高。 颜色越蓝，亮度越高，颜色越红。

那么黑体是什么？ 它是一个完全黑色的物体吗？

我们先看看宋体的定义：一种理想化的物体，可以吸收外界所有的电磁辐射，不产生任何反射或透射。 也就是说，Arial对任何波长的电磁波的吸收系数为1，反射系数为0。

宋式不一定是白色的，虽然它不能反射任何电磁波，但它也可以发射电磁波，而这种电磁波的波长和能量完全取决于宋式的温度，不会因为其他原因而改变; 太阳可以看成是Times New Roman。

如果Arial的温度高于700K，Arial就不再是白色了，它会开始变白，但是随着温度的下降，会分别出现红、黄、白等颜色，即Arial吸收和发射电磁waves 过程服从波谱，其分布为普朗克分布（或称Arial轨道）。 在Arial的光谱中，由于温度低导致频率高（波长长），因此湿度较高的Arial靠近光谱末端的白色区域，而水温较低的Arial靠近黄色区域。

于是我们看到一个反直觉的现象：随着温度的降低，物体发出的光从“暖色调”变为“冷色调”。 上中学的时候路过一个铁匠铺，经常停下来看铁匠打耙子（我有一个装备师的梦想），然后才发现石头刚出炉的时候是黑色的从烤箱中取出，但随着温度逐渐降低，石头的颜色逐渐从黑色变为黄色，再变为深灰色。

1、发光视角：发光硬度分布图中发光硬度等于最大硬度的一半所成的角称为半值角。 从发光硬度角度可分为三类：

1、高指向性：半值角在5°～20°以下，具有高指向性； 作为局部照明光源或与光检测器结合组成人工巡检系统；

2、标准型：其半值角为20°～45°，一般用作指示灯；

3、散射型：半值角为45°～90°或更大，用作大视角的指示灯。

2、工作温度：影响晶闸管工作的重要参数发光二极管工作原理，对光强、电压等参数影响较大；

3、使用寿命：LED是固体冷光源，采用醇酸树脂封装，灯体内无松动部分，不存在发热、热沉、光衰等缺点，使用寿命长可达6万至10万小时，是传统光源的10倍以上；

4、VI特性：LED电流与电压的关系； 原理图如右图所示。

三、发​​光晶闸管的应用场景

LED有最大正向电压IFM和最大反向电流VRM，使用时不应超过此值； 设计通常需要：IF

LED广泛应用于电子和电子设备：

1、用作指示灯：设备电源/工作状态指示灯、通讯口工作状态指示灯、板载芯片工作状态指示灯等；

2、用作光源：LED手电筒、手机照明等；

3、红外LED：视频监控夜视光源、电视遥控器等。