发光二极管主要参数与特性

LED发光二极管原理（图文）半导体发光器件包括半导体发光二极管（简称LED）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。

事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。

一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用（一）LED发光原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。

因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。

此外，在一定条件下，它还具有发光特性。

在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P 区注入N区。

进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图1所示。

假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。

除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。

发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。

由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。

理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。

若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。

比红光波长长的光为红外光。

现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。

（二）LED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。

发光二极管工作电压和电流发光二极管，也称LED（Light Emitting Diode），是一种电子元件，能将电能转化为光能，实现可见光的发射。

发光二极管的工作电压和电流是影响其发射光强和发射颜色的重要参数。

一、发光二极管的基本结构和原理发光二极管的基本结构是由n型半导体和p型半导体材料构成，两种材料接触区域构成p-n结。

在外加正向电压作用下，载流子在p区域中汇合，产生正电荷和负电荷的复合过程中释放出能量，此能量被吸收，使材料中的原子进入激发态，随即从激发态跃迁回到基态时，释放出光子能量，即发出光线。

二、工作电压发光二极管的工作电压是指在正向导通时所需的最小电压值。

对于不同颜色的LED，其工作电压是不同的。

例如，红外线LED的工作电压很低，大约只有1.2V左右，而红色LED的工作电压约为1.65V，黄色LED约为2.2V，绿色LED约为2.6V，蓝色LED约为3.6V，白色LED约为3.3V。

发光二极管的工作电压是由其结构和材料的物理特性决定的。

简单来说，较高工作电压的LED结构相对较厚，材料间的距离较远，需要较高的电压才能使载流子穿过p-n结并产生光子发射。

因此，随着LED结构和材料的不同，工作电压也会有所差异。

三、工作电流发光二极管的工作电流是指在正向导通时流经LED的电流值，其大小直接影响其发射光强的大小。

LED的最大工作电流不应超过其额定电流值，否则可能引起热失控或烧毁。

发光二极管的工作电流取决于应用场景和设计要求。

一般来说，LED的额定工作电流与其发光强度成正比。

在一定范围内提高工作电流可以增加LED的发光强度，但是过高的电流会导致LED温度升高，从而降低其寿命和稳定性。

此外，发光二极管的发光效率和工作电流也有一定的关系，一定电流下，发光效率较高的LED发光强度也会较高。

四、总结发光二极管的工作电压和电流是决定其工作效能和发光强度的重要参数。

不同颜色和结构的LED具有不同的工作电压和工作电流值。

红外发光二极管的主要参数
红外发光二极管的主要参数
1.正向工作电流IF
是指管子长期工作时，允许通过的最大平均正向电流。

因为电流通过结要消耗一定的功而引起管子发热，若管子长期超过IF运行，会因过热而烧坏。

因此，使用中管子的最大平均正向工作电流不得超过IF。

2.光功率P0
是指输入到发光二极管的电功率转化为光输出功率的那一部分。

光功率越大，发射距离越远。

3.峰值波长
是指江外发光二极管所发出近红外光中，光强最大值所对应的发光波长。

在选用红外接收管时，其受光峰值波长应尽量靠近峰值波长
4.反向漏电流IR
是指管子未被反向击穿时反向电流的大小，希望它越小越好。

5.响应时间Tw
由于红外发光二极管PN结电容的存在，影哬了它的工作频率。

现在，红外发光二极管的响应时间一般为10的-6次方~10的-7方秒，最高工作频率为几十MHz。

LED知识大全之LED参数特性详解篇LED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。

它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。

本文将为你详细介绍。

1、LED电学特性1.1 I-V特性表征LED芯片pn结制备性能主要参数。

LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。

图1 LED I-V特性曲线如图1：（1）正向死区：（图oa 或oa′段）a点对于V0 为开启电压，当V＜Va，外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs 为1V，红色GaAsP 为1.2V，GaP 为1.8V，GaN 为2.5V。

（2）正向工作区：电流IF 与外加电压呈指数关系：IF = IS (e qVF/KT –1)IS为反向饱和电流。

V＞0 时，V＞VF 的正向工作区IF 随VF 指数上升：IF = IS e qVF/KT（3）反向死区：V＜0 时pn 结加反偏压V= - VR 时，反向漏电流IR（V= -5V）时，GaP 为0V，GaN 为10uA。

（4）反向击穿区V＜- VR ，VR 称为反向击穿电压；VR 电压对应IR 为反向漏电流。

当反向偏压一直增加使V＜- VR 时，则出现IR 突然增加而出现击穿现象。

由于所用化合物材料种类不同，各种LED 的反向击穿电压VR 也不同。

1.2 C-V特性鉴于LED 的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn 结面积大小不一，使其结电容（零偏压）C≈n+pf左右。

C-V 特性呈二次函数关系（如图2）。

由1MHZ 交流信号用C-V 特性测试仪测得。

．普通单色发光二极管普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点,可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮.它属于电流控制型半导体器件,使用时需串接合适地限流电阻.普通单色发光二极管地发光颜色与发光地波长有关,而发光地波长又取决于制造发光二极管所用地半导体材料.红色发光二极管地波长一般为,琥珀色发光二极管地波长一般为,橙色发光二极管地波长一般为左右,黄色发光二极管地波长一般为左右,绿色发光二极管地波长一般为.常用地国产普通单色发光二极管有(厂标型号)系列、(部标型号)系列和系列.常用地进口普通单色发光二极管有系列和系列等.．高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管使用地半导体材料与普通单色发光二极管不同,所以发光地强度也不同.通常,高亮度单色发光二极管使用砷铝化镓()等材料,超高亮度单色发光二极管使用磷铟砷化镓()等材料,而普通单色发光二极管使用磷化镓()或磷砷化镓()等材料..．变色发光二极管变色发光二极管是能变换发光颜色地发光二极管.变色发光二极管发光颜色种类可分为双色发光二极管、三色发光二极管和多色(有红、蓝、绿、白四种颜色)发光二极管.变色发光二极管按引脚数量可分为二端变色发光二极管、三端变色发光二极管、四端变色发光二极管和六端变色发光二极管.常用地双色发光二极管有系列和系列,常用地三色发光二极管有、、等型号,见表.．闪烁发光二极管闪烁发光二极管()是一种由集成电路和发光二极管组成地特殊发光器件,可用于报警指示及欠压、超压指示.闪烁发光二极管在使用时,无须外接其它元件,只要在其引脚两端加上适当地直流工作电压()即可闪烁发光.表是几种常用闪烁发光二极管地主要参数.．电压控制型发光二极管普通发光二极管属于电流控制型器件,在使用时需串接适当阻值地限流电阻.电压控制型发光二极管()是将发光二极管和限流电阻集成制作为一体,使用时可直接并接在电源两端.电压控制型发光二极管地发光颜色有红、黄、绿等,工作电压有、、、、、共种规格.表为系列电压控制型发光二极管地主要参数.．红外发光二极管红外发光二极管也称红外线发射二极管,它是可以将电能直接转换成红外光(不可见光)并能辐射出去地发光器件,主要应用于各种光控及遥控发射电路中.红外发光二极管地结构、原理与普通发光二极管相近,只是使用地半导体材料不同.红外发光二极管通常使用砷化镓()、砷铝化镓()等材料,采用全透明或浅蓝色、黑色地树脂封装.常用地红外发光二极管有系列、系列、系列、系列、系列和系列等·发光亮度亮度是发光性能又一重要参数，具有很强方向性.其正法线方向地亮度，指定某方向上发光体表面亮度等于发光体表面上单位投射面积在单位立体角内所辐射地光通量，单位为或.若光源表面是理想漫反射面，亮度与方向无关为常数.晴朗地蓝天和荧光灯地表面亮度约为（尼特），从地面看太阳表面亮度约为×.亮度与外加电流密度有关，一般地，（电流密度）增加也近似增大.另外，亮度还与环境温度有关，环境温度升高，η（复合效率）下降，减小.当环境温度不变，电流增大足以引起结结温升高，温升后，亮度呈饱和状态.文档来自于网络搜索·寿命老化：发光亮度随着长时间工作而出现光强或光亮度衰减现象.器件老化程度与外加恒流源地大小有关，可描述为τ，为时间后地亮度，为初始亮度.通常把亮度降到所经历地时间称为二极管地寿命.测定要花很长地时间，通常以推算求得寿命.测量方法：给通以一定恒流源，点燃小时后，先后测得，，代入τ求出τ；再把代入，可求出寿命.长期以来总认为寿命为小时，这是指单个在下.随着功率型开发应用，国外学者认为以地光衰减百分比数值作为寿命地依据.如地光衰减为原来，寿命＞文档来自于网络搜索。

发光二极管的作用及分类详细资料1.发光二极管的作用发光二极管（LED）是一种由磷化镓（GaP）等半导体材料制成的、能直接将电能转变成光能的发光显示器件。

当其内部有一定电流通过时，它就会发光。

图4-21是共电路图形符号。

发光二极管也与普通二极管一样由PN结构成，也具有单向导电性。

它广泛应用于各种电子电路、家电、仪表等设备中、作电源指示或电平指示。

2．发光二极管的分类发光二极管有多种分类方法:按其使用材料可分为磷化镓(GaP)发光二极管、磷砷化镓(GaAsP)发光二极管、砷化镓(GaAs)发光二极管、磷铟砷化镓(GaAsInP)发光二极管和砷铝化镓(GaAlAs)发光二极管等多种。

按其封装结构及封装形式除可分为金属封装、陶瓷封装、塑料封装、树脂封装和无引线表面封装外，还可分为加色散射封装（D）、无色散射封装（W）、有色透明封装（C）和无色透明封装（T）。

按其封装外形可分为圆形、方形、矩形、三角形和组合形等多种，图4-22为几种发光二极管的外形。

塑封发光二极管按管体颜色又分为红色、琥珀色、黄色、橙色、浅蓝色、绿色、黑色、白色、透明无色等多种。

而圆形发光二极管的外径从¢2~¢20mm，分为多种规格。

按发光二极管的发光颜色又可人发为有色光和红外光。

有色光又分为红色光、黄色光、橙色光、绿色光等。

另外，发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。

3．普通单色发光二极管普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点，可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。

它属于电流控制型半导体器件，使用时需串接合适的限流电阻。

图4-23是普通发光二极管的应用电路。

普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关，而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。

发光⼆极管⼯作电压参数，红⾊发光⼆极管的⼯作电压和电流是多少？发光⼆极管⼯作电压参数，红⾊发光⼆极管的⼯作电压和电流是多少？你知道吗？在LED灯珠的⽇常选型中，有很多咨询发光⼆极管⼯作电压参数，红⾊发光⼆极管的⼯作电压和电流是多少的伙伴。

那么，发光⼆极管⼯作电压参数呢？红光、黄发光⼆极管⼀般是1.8V⾄2.2V蓝光、绿光发光⼆极管⼀般是3.0V⾄3.4V当然，这些发光⼆极管是⼩功率的，电流都控制在20MA以内的⽐较多。

另外，做指⽰灯⽤的LED发光⼆极管⽤20毫安以下较好，⼀般⽤到10毫安就⽐较亮了。

除了蓝⾊和⽩⾊的LED发光⼆极管正向电压是3-3.4伏，其他⾊的⽐如红光和普绿光都是1.8-2.2V居多。

普通的发光⼆极管正偏压降红⾊为1.6V，黄⾊为1.4-1.6V，蓝⽩为⾄少2.5V 。

⼯作电流5－20mA。

超亮发光⼆极管主要有三种颜⾊，然⽽三种发光⼆极管的压降也不尽相同。

具体压降参考值如下：红⾊发光⼆极管的压降为2.0--2.2V黄⾊发光⼆极管的压降为1.8—2.2V绿⾊发光⼆极管的压降为3.0—3.3V正常发光⼆极管指⽰类灯珠发光时的额定电流约为20mA。

— 1 —⼩功率发光⼆极管⼯作电压参数指⽰类⼩功率发光⼆极管的电压⼀般是⽐较固定的，特别是对于常⽤的⼏毫⽶⼤⼩的发光⼆极管，其⼯作电流⼀般在5毫安⾄20毫安之间，电流越⼤亮度越⾼。

以下是常规电流20MA以内的发光⼆极管电压:红⾊光⼩功率LED:1.8-2.4V （常规⼩功率电压）黄⾊光⼩功率LED:1.8-2.4V（常规⼩功率电压）普绿光⼩功率LED:1.8-2.4V（常规⼩功率电压）橙⾊光⼩功率LED:1.8-2.4V（常规⼩功率电压）蓝⾊光⼩功率LED:2.8-3.4V（常规⼩功率电压）翠绿光⼩功率LED:2.8-3.4V（常规⼩功率电压）⽩光⼩功率LED:2.8-3.4V （包括正⽩、中性⽩、暖⽩和冷⽩光）上⾯是⼩功率LED发光⼆极管电压参考值，⼀般这类发光⼆极管的⼯作电流在20MA以内。

半导体发光二极管工作原理特性及应用半导体发光器件包含半导体发光二极管（简称LED）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。

事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。

一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用（一）LED发光原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP （磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。

因此它具有通常P-N结的I-N 特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。

此外，在一定条件下，它还具有发光特性。

在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。

进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图1所示。

假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。

除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间邻近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。

发光的复合量相关于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。

由于复合是在少子扩散区内发光的，因此光仅在靠近PN结面数μm以内产生。

理论与实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。

若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。

比红光波长长的光为红外光。

现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。

（二）LED的特性1．极限参数的意义（1）同意功耗Pm:同意加于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：同意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：所同意加的最大反向电压。