的相關(guān)介紹，并著重對發(fā)光二極管的正向電壓與反向電壓的區(qū)分進行了詳細的描述。

發(fā)光二極管

發(fā)光二極管簡稱為led。由含鎵（ga）、砷（as）、磷（p）、氮（n）等的化合物制成。

當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光，二極管發(fā)藍光。因化學性質(zhì)又分有機發(fā)光二極管和無機發(fā)光二極管led。

原理

它是半導體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能。發(fā)光二極管與普通二極

管一樣是由一個pn結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴．斀o發(fā)光二極管加上正向電壓后，從p區(qū)注入到n區(qū)的空穴和由n區(qū)注入到p區(qū)的電子，在pn結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與n區(qū)的電子和p區(qū)的空穴復合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓大于5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯(lián)限流電阻以控制通過二極管的電流。限流電阻r可用下式計算：

r=（e－uf）/if

式中e為電源電壓，uf為led的正向壓降，if為led的正常工作電流。發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片，在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層，稱為pn結(jié)。在某些半導體材料的pn結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。pn結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱led。 當它處于正向工作狀態(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從led陽極流向陰極時，半導體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關(guān)。

特點

電壓

led使用低壓電源，供電電壓在直流3-24v之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，也有少數(shù)dc36v、dc40v等，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所。

效能

消耗能量較同光效的白熾燈減少80%左右，較節(jié)能燈減少40%左右。

適用性

體積很小，每個單元led小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境

穩(wěn)定性

10萬小時，光衰為初始的50%

響應時間

其白熾燈的響應時間為毫秒級，led燈的響應時間為納秒級

環(huán)境污染

不含有害金屬汞等

顏色

發(fā)光二極管方便地通過化學修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和禁帶寬度，實現(xiàn)紅黃綠藍橙多色發(fā)光。紅光管工作電壓較小，顏色不同的紅、橙、黃、綠、藍的發(fā)光二極管的工作電壓依次升高。

價格

led的價格越來越平民化，因led省電的特性，也許不久的將來，人們都會把白熾燈換成led燈。我國部分城市公路、學校、廠區(qū)等場所已換裝完led路燈、節(jié)能燈等。

發(fā)光二極管正向和反向電壓的電路圖

通過簡單的實驗說明二極管的正向特性和反向特性。

1. 正向特性。

在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極管就會導通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說明，當加在二極管兩端的正向電壓很小時，二極管仍然不能導通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2v，硅管約為0.6v）以后，二極管才能直正導通。導通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3v，硅管約為0.7v），稱為二極管的“正向壓降”。

2. 反向特性。

在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，此時二極管處于截止狀態(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單方向?qū)щ娞匦裕@種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。

正向不一定發(fā)光（要達到閾值），反向不發(fā)光

發(fā)光二極管是由ⅲ-ⅳ族化合物，如gaas（砷化鎵）、gap（磷化鎵）、gaasp（磷砷化鎵）等半導體制成的，其核心是pn結(jié)。因此它具有一般p-n結(jié)的i-n特性，即正向?qū)ǎ聪颡そ刂埂舸┨匦浴４送猓谝欢l件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由n區(qū)注入p區(qū)，空穴由p區(qū)注入n區(qū)。進入對方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復合而發(fā)光。

假設發(fā)光是在p區(qū)中發(fā)生的,那么注入的電子與價帶空穴直接復合而發(fā)光,或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復合發(fā)光。除了這種發(fā)光復合外，還有些電子被非發(fā)光中心（這個中心介于導帶、介帶中間附近）捕獲，而后再與空穴復合，每次釋放的能量不大，不能形成可見光。發(fā)光的復合量相對于非發(fā)光復合量的比例越大，光量子效率越高。由于復合是在少子擴散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近pn結(jié)面數(shù)μm以內(nèi)產(chǎn)生。

發(fā)光二極管電壓與顏色關(guān)系圖

發(fā)光二極管正向電壓與反向電壓的區(qū)別

正向電壓就是工作電壓，就是發(fā)光二極管工作時，燈兩端的電壓值，這個電壓值跟電流有關(guān)系！上圖中，用140ma電流供電時，發(fā)光二極管正向電壓是3.0v。

負向電壓就是發(fā)光二極管的反向擊穿電壓，就是發(fā)光二極管接反后，超過這個電壓可能會燒壞！有時給led供電的電路是交流電，這時就要注意負向電壓！一般在直流電工作中，發(fā)光二極管的負向電壓可以忽略不管！上圖中，發(fā)光二極管反接5v電壓時，漏電電流是0.00ua。

發(fā)光二極管有二極管特性，電流升高到150ma，電壓可能也是3.00v，也可能是3.02v。這個值不是一定的，有可能電流加到1000ma，電壓也只有3.00v。白燈的電壓會高一點，正向工作電壓一般在2.7-3.3v。紅燈的工作電壓還不到2.0v。藍燈與綠燈電壓又不一樣！

結(jié)語

以上是網(wǎng)絡信息轉(zhuǎn)載，信息真實性自行斟酌。