发光二极管、光电二极管、变容二极管工作特性图文说明
1.发光二极管
发光二极管的实物和图形符号如图 1.20(b)和(c)所示。它是一种将电能直接转换成光能的固体器件，简称 LED(Light Emitting Diode)。发光二极管和普通二极管相似，也由一个PN
结组成，结构如图1.20(a)所示。发光二极管在正向导通时，发出一定波长的可见光。光的波长不同，颜色也不同。常见的LED有红、绿、黄等颜色。发光二极管的驱动电压低、工作电流小，具有很强的抗振动和抗冲击能力，同时由于发光二极管体积小、可靠性高、耗电省、寿命长，被广泛用于信号指示等电路中。
(a) 结构组成 (b) 实物 (c) 图形符号
图1.20发光二极管
LED的反向击穿电压一般大于5V，但为使器件长时间稳定而可靠的工作，安全使用电压选择在5V以下，同时发光二极管在使用时也需要串联一个适当阻值的限流电阻。
3．光电二极管
光电二极管的结构与普通二极管的结构基本相同，实物和图形符号如图1.21所示，只是在它的PN结处，通过管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光照，从而实现光电转换。光电二极管的PN结可在反向偏置状态下运行，其主要特点是反向电流与光照度成正比。
图1.21光电二极管实物和图形符号
除了上述常见的特殊二极管之外，还有用于高频电路的变容二极管、激光二极管等，其中激光二极管在计算机上的光盘驱动器、激光打印机中的打印头、条形码扫描仪、激光测距、激光医疗、光通信、激光指示等小功率光电设备中得到了广泛的应用。
3.变容二极管 变容二极管与普通二极管不同的是其结电容的大小随反向偏压的增加而减小特别明显，因此，变容二极管使用时要反向偏置，其符号如图1.22(a)所示，图(b)是某种变容二极管的特性曲线。
2510205030-30-25-20-15-10-50(a)图形符号(b)C-U特性曲线
二极管参数
普通发光二极管的正向饱和压降为１．６Ｖ～２．１Ｖ,正向工作电流为５～２０ｍＡLED的特性1．极限参数的意义（1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED发热、损坏。（2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。（3）最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。（4）工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。2．电参数的意义(1)正向工作电流If：它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在0.6·IFm以下。(2)正向工作电压VF：参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。发光二极管正向工作电压VF在1.4～3V。在外界温度升高时，VF将下降。(3)V-I特性：发光二极管的电压与电流的关系在正向电压正小于某一值（叫阈值）时，电流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，发光。由V-I曲线可以得出发光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。正向的发光管反向漏电流IR<10μA以下。
LED的分类1．按发光管发光颜色分按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。
根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。2．按发光管出光面特征分按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类：（1）高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。（2）标准型。通常作指示灯用，其半值角为20°～45°。（3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°或更大，散射剂的量较大。3．按发光二极管的结构分按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。4．按发光强度和工作电流分按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度<10mcd）；超高亮度的LED（发光强度>100mcd）；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。
２８ 中国照明电器光源灯具文摘 ２００８年３月第２８卷第１期 ０８１ １５０２ 金属卤物化灯电感镇流器与电子镇流 器的综合比较［刊］／俞安琪等（国家灯具质量监督 检验中心）／／中国照明电器．－２００７第ｌ期，２０～ ２５页。介绍了电磁兼容、执行ＲＯＨＳ和Ｗｅｅｅ指令、 性能、价格及运行成本等作了对比。 灯图 ０８１ １５０３ １５０～３５０ｗ陶瓷金属卤化物灯［刊］／孙 爽译／／中国照明电器．－２００７第ｌ期，２８＂－３ｌ页。 文中介绍了这种启动器内置型陶瓷金属卤化灯，是 在对一般电弧管设计及填充物剂量作了研究后开 发而成的。它的优点是各项性能有所提成。 灯图 ０８１１５０４ 中高压等离子高度电离时的光谱特性 ［刊］／高杉楠译（北京电光源研究所北京１０００２２） ／／中国照明电器．－２００７第ｌ期，第２６页．译自［日］ 照明与视觉环境．－２００６年第ｌ期，３～８页。 灯图 ０８１１５０５ 美标金卤灯与欧标金卤灯的点灯性能 比较［刊］／林燕丹（复旦大学光源与照明工程系） ／／中国照明电器．－２００７第ｌ期，４４＂－－－４８页．对市 场上的两种灯在显色性、光效等一些基本参数作了 比较，对两种灯镇流器的工作原理、工作特点也进 行了比较．文中还对照明展示的小功率金卤灯进行 了美标与欧标比较。 灯图 ０８１１５０６ 高功率陶瓷金卤灯的发展和应用 ［刊］／沈季平／／中国照明电器．－２００７第２期，ｌ～４ 页。介绍了陶瓷金卤灯的特点，目前制造该灯的难 度较大，文中列出了市场上高功率陶瓷金卤灯的主 要参数。 灯图 ０８ｌ１５０７ ２００Ｗ、３００Ｗ高效率、长寿命陶瓷金卤 灯的开发［刊］／孙爽译／／中国照明电器．一２００７第 ２期，３１＂－－＇３４页。通过电弧管的设计和选用新型填 充物之后，研制出高效率、长寿命的自光光源陶瓷 金卤灯。Ｉ１５１ｍ／ｗ（３００Ｗ）、１２０００小时、显色指数 ＲａＴＯ的高显色性。它有望取代石英金卤灯和高压 汞灯。 灯图 ０８１１５０８ 陶瓷金卤灯电弧管的设计与研究 ［干Ｕ］／李广安等（东南大学电光源研究中心南京 ２１００９６）／／中国照明电器．－２００７第３期，１＂－＇５页。 简要介绍陶瓷金卤灯电弧管设计的理论基础：影响 电弧管工作温度的因素；陶瓷电弧管及其陶瓷泡壳 的结构类型。较详细地论述了金属卤钨灯电弧管陶 瓷泡壳几何尺寸的设计，并建立了计算公式。 灯图 ０８１１５０９ ２００５年全国ＨＩＤ灯产销调研报告 ［刊］／梁贞（中国照明电器协会北京１００７４０） ／／中国照明电器．－２００７第３期，６＂８页。ＨＩＤ灯 产销市场状况、生产企业销售状况、销售价格、市 场预测、十一五期间发展趋势。全国金卤灯生产企 业产销状况，全国高压钠灯和高压汞灯生产企业产 销市场状况。 灯图 ０８１ｌ５１０ 陶瓷金属卤化物灯（日本）的销售趋 热［刊］／夏晨编译／／中国照明电器．－２００７第３ 期，２７＂－２９页。ｌ０年内金属卤化灯的销售量增加 了ｌ２ ，占ＨＩＤ灯总量的５０％，１９９５年陶瓷金属 卤化灯作为一种新型的金属卤化物灯投入市场，几 年来这种灯的使用量增长快，如今已占到全部金属 卤化物灯的３８％。 灯图 ０８ｌ１５ｌ１ ＨＩＤ灯［刊］／张伟编译／／中国照明电 器．一２００７第３期，第３０页。译自照明学会志．－２００６ 年第８期，５５０＂－５５１页。 灯图 ０８１１５１２ 氙气脉冲放电时与亚稳态原产生和损 失相关的短暂的ＶＵｖ发射特性［刊］／张伟编译／／ 中国照明电器．－２００７第３期，第３２页。译自［日］ 照明与视觉环境．－２００６年第２期，８１＂－－＇８６页。 灯Ｉ鳖＝ｌ ０８１ １５１３ ２２０Ｗ金卤灯电子镇流器的设计［刊］／ 倪雨等（西安交通大学７１００３１）／／光源与照 明．－２００７第ｌ期，９～１２转第２７页。介绍了该电 子镇流器的主要电路由有源功率因数校正和全桥 转换器以及一个ＢＵＣＫ电路（作为一恒流源）组成。 并在此基础上研究了金卤灯电子镇器的设计。 灯图 ０８１１５１４ 连续氪灯的研制［刊］／徐克莲（华东电 子集团公司南京２１００２８）／／光电技术．－２００７第ｌ 期，２２＂－－＇２５转第３ｌ页。论述了固体激光器用连续 氪灯的灯管结构、材料选择、工作原理、工艺流程 与要求。 灯幽 ０８１１５１５ 超小功率金卤灯电弧管缩颈泡壳成形 工艺与设备研究［干ｑ］／Ｎ荣开等（东南大学电光源 研究中心南京２１００９６）／／照明工程学报．一２００７ 第ｌ期，７１～７４页。介绍了缩颈泡壳成形的几种 方法，合模泡壳成形与流轮缩颈的工艺步骤，联动 机的研究和控制步骤。 灯图 ０８１１５１６ 陶瓷金属卤化物灯用含稀土氧化物封 接材料［干Ｉｊ］／刘玉桂等（北京有色金属研究总院稀 土材料国家工程研究中心北京１０００８８）／／稀有金 属．一２００７第１期，１１９＂－－１２３页。介绍了陶瓷金卤 灯的结构，陶瓷金卤灯用封接材料的性质要求。结 果：陶瓷金卤灯用封接材料应为稀土氧化物结品性 焊料。 灯图 发光二极管 ０８１１６０１ 一种薄型等离子体面光源［刊］／于 鲲等（浙江大学杭州３１
期刊文摘 ２００６年７月第２６卷第３期
发光二极管 及尢一似。昌。
０６３４７０１ 我国半导体照明市场分析［刊］刷镇
（深圳市量子光电子公司）／／Ｎ．明．一２００５年第４
期，８９－９２页。 灯图 ０６３４７０２ 白光ＬＥＤ市场分析［刊］／吴明／／照
明．—２００５年第４期，９３－９６页。 灯图
０６３４７０３ ＬＥＤ照明产品应用［刊］／吴明／／Ｎ
明．—２００５年第４期。９７－－９８页。 灯图
０６３４７０４ Ｉ．ＥＤ光输出结构研究的进展［刊］／牟 同升等（浙江大学三色仪器公司）／／照明．一２（１０５
年第４期。９９～１０４页。 灯图 ０６３４７０５ 如何使ＬＥＤ发光角度达到最佳使用 效果［刊］脯丛清（广州番禺立联电子公司）／／＇９国
照明．—２００５年第７期，８８～９０页。 灯图 ０６３４７０６ 热阻抗模型在高功率ＬＥＤ设计中的 应用［刊］／陈颖等（复旦大学上海２００４３３）／／中 国照明电器．—２００５年第７期，５～７页。 灯图 ０６３４７０７ 用于前灯照明的ＬＥＤ模块［刊］／屠其
非译（复旦大学 上海 ２００４３３）／／中国照明电 器．—２００５年第７期，３０－－３４页。
灯图 ０６３４７０８ ＬＥＤ照明的发展方向［刊］肛姗译
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灯图 ０６３４７０９ 国内半导体照明市场分析［刊］刷镇
（深圳市量子光子公司）／／中国照明．—２００５年第８
期，１６～２１页。 灯图 ０６３４７１０ 新光源照亮百姓家［刊］摩刚（深圳市
方大国科光电技术公司）／／＇９国照明．—２ｏｏ５年第
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０６３４７１１ Ｃａ（Ｅｕ卜 Ｌａ ）４Ｓｉ３Ｏｉ３红色荧光粉的研
究及其在三基色白光ＬＥＤ上的应用［刊］债伟译 （北京电光源研究所）／／中国照明电器．—２００５年
