Optodiode發(fā)光晶體二極管LED的基本介紹

時間：2023-02-21

美國Optodiode發(fā)光二極管LED是將電能轉換為光能的半導體，**光顏色取決于半導體材料和構圖。LED通常分為紫外光、可見光和紅外光三種波段。

商用led單像素輸出功率至少為5mW，波長范圍為360nm到950nm，每個波長范圍由特定的半導體材料制成。

深紅光至近紅外（IRLED）：660nm-900nm

該區(qū)域的器件結構有很多變化，但都使用鋁砷化鎵AlGaAs或砷化鎵GaAs材料。目前仍在推動提高這些設備的效率，但這些提高只是漸進式的改進。應用包括紅外IR遙控、夜視照明、工業(yè)光控和各種醫(yī)療應用(660nm- 680nm)。

黃綠至紅光LED：565nm-645nm

鋁銦鎵磷化物AlInGaP是用于此波長范圍的半導體材料，主要用于交通信號燈黃色（590nm）和紅色（625nm）照明。石灰綠（或黃綠色565nm）和橙色（605nm）也可以從這項技術中獲得，但它們有一定的局限性。該技術正在*發(fā)展特別是由于商業(yè)增長而引起對制作紅綠藍白光燈感興趣。有趣的是，無論是InGaN還是AlInGaP技術都是以*形式提供（555nm）**器。在這個*區(qū)域確實存在較舊、效率較低的技術，但它們不被考慮高效或明亮。由于缺乏市場的興趣或需求，因此缺乏資金來開發(fā)該波長區(qū)域的替代材料技術。

近紫外至綠色LED：395nm-530nm

該波長范圍產品的材料是氮化銦鎵InGaN，從技術上講，它是可以使波長介于395納米~530納米之間。然而，大多數(shù)大型供應商專注于制造藍色450nm-475nmLED，用于制造帶有熒光粉的白光，以及用于交通信號綠色照明的520nm-530nm范圍的綠色LED。

快速進步和提高效率在藍色波長范圍內被注意到，特別是隨著創(chuàng)造越來越亮的白色光源的競賽繼續(xù)進行。

紫外發(fā)光二極管：320-360nm

UV LED正在*商業(yè)化，專門用于工業(yè)固化應用和醫(yī)療/生物醫(yī)學用途。直到較近，較低波長的高效芯片限制從390nm轉移為360nm，未來幾年的發(fā)展可能會看到320nm高效芯片的商業(yè)化地區(qū)。

LED的工作原理

LED是半導體二極管，當電流應用于設備的正向時，它就會發(fā)光。必須施加足夠大的電壓，使電子穿過損耗區(qū)，并與另一側的空穴結合，形成電子-空穴對。當這個過程發(fā)生時，電子以光的形式釋放它的能量，結果就是**光子。

半導體的帶隙決定了**光的波長，較短的波長等于較大的能量，因此帶隙越大的材料**的波長越短。帶隙越大的材料也需要較高的傳導電壓。短波紫外線藍LED的正向電壓為3.5伏，而近紅外LED的正向電壓為1.5-2.0伏。

為led提供電流和電壓

雖然led是半導體，需要較低電壓才能工作，但它們仍然是二極管，需要在電流模式下工作。在直流模式下，led有兩種主要的操作方式。較簡單和較常見的是使用限流電阻(見圖1)。這種方法的缺點是在電阻中有很高的熱量和功率損耗。為了使電流在溫度變化和設備之間保持穩(wěn)定，電源電壓應該遠遠大于LED的正向電壓。

圖1 -應用方程I=(Vcc-Vf)/RL求出當前值。

為了**確定電路中的電流流量，必須測量每個LED VF并*適當?shù)呢撦d電阻。在實際的商業(yè)應用中，Vcc被設計成比VF大得多，因此VF的微小變化不會對整體電流產生很大的影響。這個電路的缺點是通過RL產生了很大的功率損耗。

在工作溫度范圍很窄(小于30°C)或LED輸出不是關鍵的應用中，可以使用一個簡單的電路，利用限流電阻，如圖所示: 驅動LED的較好的方法是使用恒定電流源(見圖2)。該電路將提供相同的電流從設備到設備和**過溫度的變化。它也有較低的功耗比使用簡單的限流電阻。

商業(yè)的，現(xiàn)成的LED驅動器可以從許多不同的來源獲得。通常，這些操作使用脈沖寬度調制(PWM)原理的亮度控制。

圖2 -精確穩(wěn)定的電路示例。

這種電路通常被稱為恒流源。注意，電源電流是由電源電壓(Vcc)減去Vin除以R1， (Vcc-Vin)/R1決定的。

在大電流和/或高壓模式下的脈沖led用于串并聯(lián)配置的陣列產生了一系列*特的問題。對于新手設計師來說，設計一個電流控制的脈沖驅動器提供5安培和20伏是不實際的。有一些脈沖led**設備的制造商(見圖3)，如Gardasoft Vision。

圖3Gardasoft Vision的PP500系列LED照明控制器

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詞條說明
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