发光二极管的分类与识别

发光二极管的分类与识别

发光二极管简称发光管(英文简称LED),它是采用特殊的磷化镓(GaP)或磷砷化镓(CaAsP) 等半导体材料制成的、能够将电能直接转换成为光能的半导体器件。发光二极管虽然与普通二极管一样也是由 PN 结构成的,也具有单向导电性,但发光二极管不是应用它的单向导电性,而是让它发光作指示(显示)、照明器件。


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发光二极管简称发光管(英文简称LED),它是采用特殊的磷化镓(GaP)或磷砷化镓(CaAsP) 等半导体材料制成的、能够将电能直接转换成为光能的半导体器件。发光二极管虽然与普通二极管一样也是由 PN 结构成的,也具有单向导电性,但发光二极管不是应用它的单向导电性,而是让它发光作指示(显示)、照明器件。


当给发光二极管通过一定正向电流时,它就会发光。与带灯丝的普通小 电珠相比,发光二极管具有体积小、色彩艳丽、耗电低、发光效率高、响应速 度快、耐振动和使用寿命长等优点,可广泛应用于各种电子、电器装置及仪表设备中。


01 单色发光二极管


单色发光二极管实际上就是我们经常用到的普通发光二极管,通电后只能发出单一颜色的亮光来。单色发光二极管按其管壳形状可分为圆形、方形和异形3 种,圆形尺寸主要有φ3mm、φ5mm、φ10mm,方形尺寸主要有2mm×5mm。按发光亮度来划分,有发光亮度一般的普通发光二极管和高亮度发光二极管。


发光二极管的参数还有发光波长、最大耗散功率等,业余使用时可不必考虑,只要选择自己喜欢的颜色和形状就可以了。

发光二极管的外形很有特色,所 以可方便地用眼睛进行极性识别。常见 的普通发光二极管,通常较长的一条引 脚线为其正极,较短的引脚线为其负 极,如图所示,识别口诀是“长 正短负”(这与电解电容器引脚极性判 断法一致)。


如果观察发光二极管内部, 可以发现里面的两个电极一大一小,如 图 1(b)所示。一般来说,电极较小 的一端是发光二极管的正极,电极较大 的一端是它的负极。但也有个别的发光 二极管(一般都是进口管芯)例外,其 内部管芯小的一端是负极、大的一端是 正极。所以在碰到进口发光二极管时, 为了保险起见,还是借助万用表测量一下为好。





02 电压型发光二极管


从外观上看,它与普通单色发 光二极管几乎没有两样,但内部结构却与普通发光二极管有所区别。其内部由一只限流电阻器 R 和一个发光二极管管芯串联组成。R可将发光二极管的正向工作电流限定在允许值(一般为 10mA 或15mA)。使用时,只要在电压型 发光二极管的正、负极两端加上额定工作电压,即可让其正常发光。可见,电压型发光二极管与 普通发光二极管相比较,省去了外接限流电阻器的麻烦,使电路 设计和安装更简单。


国产电压型发光二极管的系列产品,常见的有6种标称电压,分别为:5V、9V、12V、15V、18V和24V。其发光颜色为红色、黄色、绿色等。





03 闪烁发光二极管


闪烁发光二极管也叫自闪发光二极管,它是一种由CMOS集成电路(互 补对称金属氧化物半导体集成电路的英文缩写)和发光二极管组成的特殊发光器件,是光电技术与半导体集成工艺相结合的新产品。这种发光二极管应用于各种信号指示(显示)装置、电子玩具等时,具有电路简单、耗电量小、醒目美观等特点。


常用闪烁发光二极管的外形和内部功能方框图如图3所示。其外表与普 通发光二极管完全一样,最大特点在于:内部封装有CMOS大规模集成电 路,当外加一定电压时,内部振荡器便产生一定频率的方波脉冲,经分频 器变换为超低频脉冲,再通过驱动放大器推动发光二极管管芯闪烁发光。 闪烁发光二极管的颜色主要有红色、橙色、黄色和绿色4种。





闪烁发光二极管的正、负极引脚识别与普通发光二极管完全相同。 如果用眼睛来观察闪烁发光二极管内 部,可以发现里面有一大一小的两个电极,并且小电极上面有一个小黑块——CMOS集成电路,参见图3(a) 所示。一般来说,电极较小、并附有 小黑块的一端是闪烁发光二极管的正 极,电极较大的一端是它的负极。


闪烁发光二极管的参数除了正向 工作电流、发光强度等以外,还有标 称工作电压、反映闪光速度的闪烁频 率和表示亮灭时间比的占空比等,附表给出了国产常用闪烁发光二极管的主要参数。


04 变色发光二极管


变色发光二极管只用一只发光二极管就能变换发出几种颜色光,因此 在电子装置、电子玩具、仪器设备等上面多作为不同状态指示或发出多种警告信号。


变色发光二极管的外形和内部构成如图4所示,它的最大特点是在一只管壳中封装了两个发光二极管(通常 为红、绿或红、黄两色)管芯,对外有3根引线脚和两根引线脚之分。









对外有3根引线脚的变色发光二极管,其内部构成如图所示。 通常将红色和绿(黄)色发光管芯的正极分别引出,而将它们的负极连接在一起,通过一根公共负极线引出。当在红色发光二极管的正极与公共负极引线脚之间加上2V左右的直流电压,使之通过合适的电流(一般为3~ 10 m A)时,管子发出红光。


同样,当在绿(黄)色发光二极管的正极与公共负极间加上 2 V 电压和同样电流时,管子发出绿光。当 红 、 绿(黄)发光二极管的正、负极之间都通电时,即发出红光与绿(黄)光的 混合光——橙(桔红)色光。当红光管芯通过较大电流(10mA)、 绿( 黄 )光管芯不通电时,然后逐渐减小红光管芯电流、而同时加大绿(黄)光管芯电流,则管子发光颜色 会连续地从红光经过一系列中间混合光向绿(黄)光转变,反之亦然,这 即所谓变色发光的含义。


对外只有两根引线脚的变色发光 二极管的内部构成如图4(c)所示, 管内红、绿(黄)发光二极管管芯的 正、负极反向并联后,再通过两根引 线脚引出。当给两根引线脚接上2V左 右的直流电压(电流限制在3~10mA 之间)时,其中一个管芯会处于正向 导通状态,该管即通电发出红光或绿(黄)光。当调换电压极性后,另一 个管芯会处于正向导通状态,使其通电发出截然不同的绿(黄)光或红光。当在两根引线脚接上2V左右的交 流电时,红、绿(黄)管芯分别在交 流电的正、负半周时导通,人眼会看 到红光与绿(黄)光的混合光——橙(桔红)色光。


国产变色发光二极管的典型产品有2EF301(红+黄绿 色 = 浅 橙 )、2EF302( 红 + 绿 = 橙 )、 BT315( 红 + 绿 = 橙 )、BT362057RG( 红 + 绿 = 橙 )、BT362057RG( 红 + 绿 = 橙 )、 BT362057RY( 红 + 黄 = 桔 红 )、 BT362057YG( 黄 + 纯 绿 = 浅 绿 )、 BT3621526RG( 红 + 绿 = 橙 )。 业 余 条件下使用时,可不必考虑型号和参数, 一般只要选择所需要的颜色和形状就可以了。


常用变色发光二极管的管脚识别如图5所示。对于有三根引线脚的变色发光二极管,如果管脚排布呈三角形,则将管脚对准自己,从管壳凸出块开 始,按顺时针方向,依次为内部红色发光二极管管芯的正极引出脚、绿(黄) 色管芯的正极引出脚,公共负极引出脚。


如果管脚呈一字排列,其左右两边 的管脚分别为内部红、绿(黄)发光二极管管芯的正极引出脚,并且管脚引线 稍长的为红色管芯的正极引出脚,稍短的为绿(黄)色管芯的正极引出脚,中间的管脚为公共负极引出脚。有两根引线脚的变色发光二极管,虽然和普通发 光二极管一样有长、短引线脚之分,但并不是表示正、负极性。一般稍长的引 线脚表示内部红色发光二极管管芯的正极引出脚,稍短的引线表示绿(黄)色 管芯的正极引出脚。







05 七彩发光二极管


七彩发光二极管的外表与普通发光二极管完全一样,其外形和内部功能 框图如图6所示。七彩发光二极管内部 封装有大规模集成电路控制的红、绿、 蓝“三基色”发光管芯。当外加3~4V 直流电压时,内部振荡器便产生频率 可自动变化(范围为2~6Hz)的方波 脉冲,经时序分配器和三路驱动放大器后,推动红、绿、蓝3个发光管芯按一定顺序搭配工作,从而对外发出不 断循环变化的红、绿、蓝、黄、紫、 青、白等7种颜色闪光来。


七彩发光二极管的正、负极引脚识别方法与普通发光二极管完全相同。如果用眼睛来观察七彩发光二极 管的内部,可以发现里面有两个基本对称的电极,但其中一个电极的上面 有一个小黑块——CMOS集成电路,参见图6(a)所示。一般来说,电极附 有小黑块的引出脚是七彩发光二极管 的正极,电极无小黑块的引出脚是它的负极。





编辑于 2019-07-08

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