電子設計基礎訓練 思考3
阿新 • • 發佈:2022-05-07
本系列給出了作者在課程學習中遇到的問題,並給出自己的思考成果以供大家參考。能力有限,如遇文中有錯誤、不當之處煩請批評指正。更多問題歡迎在評論區交流!
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一、LED為什麼會發光?如何實現不同顏色?
LED,即發光二極體,由一個PN接面組成,當給LED加上正向電壓後,從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子在PN接面附近分別與N區的電子和P區的空穴複合,產生的能量以光能形式釋放,故LED發光。
不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同,複合時釋放出的能量就不同,則發光的波長也不同。因此,要改變LED顏色,具體是通過改變製造LED的材料實現的。
表1 製作不同顏色LED需要的基本材料
LED顏色 |
發光波長 / nm |
基本材料 |
普通紅 |
700 |
磷化鎵 |
高亮度紅 |
630 |
磷砷化鎵 |
超高亮紅 |
660 |
鎵鋁砷 |
超高亮紅 |
625~640 |
鎵銦鋁磷 |
普通綠、黃綠 |
565~572 |
磷化鎵 |
高亮綠 |
572 |
鎵銦鋁磷 |
超高亮綠 |
555~540 |
氮化鎵 |
普通黃、橙 |
590~610 |
磷砷化鎵 |
超高亮黃、橙 |
590~610 |
鎵銦鋁磷 |
藍 |
455~480 |
氮化鎵 |
紫 |
400~430 |
氮化鎵 |
白 |
460(在藍色基礎上摻黃色熒光粉) |
氮化鎵 |
紅外 |
>900 |
砷化鎵 |
二、LED的引腳如果被剪成一樣長,如何判斷正負極?
- 用眼睛觀察LED內部,較大片支架所連線的引腳是負極,另一引腳為正極。
- 用萬用表1K電阻檔檢測,將兩表筆分別與發光二極體的兩條引腳相接。如表顯示電阻幾乎為零,說明此時LED正向導通,此時與黑表筆連線的是正極,與紅表筆連線的是負極;如表顯示電阻幾乎無限大,說明此時LED反向截止,此時與黑表筆連線的是負極,與紅表筆連線的是正極。
三、串接的限流電阻多大阻值合適?
有LED的限流電阻阻值公式 R=(E-UF)/IF ,其中E為電源電壓,UF為LED的正向導通壓降,IF
以某型號的紅色LED為例,其正向導通壓降為2.2V,正常工作電流為5mA,則在5V電源電壓下,該LED的限流電阻阻值應為(5-2.2)/0.005=560Ω。