发光二极管工作原理+各种颜色波长以及变色LED灯一

(一) LED发光原理： (二) 各种颜色的灯的用途。 (三) 变色LED电路。

发光二极管工作原理 发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。

它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。

不同颜色的光的应用以及波长 一些发光二极管产品，尤其是手电筒上的发光二极管有不同的光束颜色。这可不是使用了什么暗藏机关来使它们看上去漂亮，不同的光颜色有着不同的应用。下面就简单介绍一下最常见颜色和它的实际用途。

1、白色光有完美的颜色特性，但它会损害适应暗光的视觉，一定光源熄灭后需要一定的时间来重新适应。

2、红色光通常是用作夜视。红光不会引起你瞳孔过分收缩和一旦红光熄灭时眼睛不需要重新适应黑暗。红色也通常在单色相片处理被用作为“安全”颜色因为它不会损坏正在冲印的底片。

3、黄色光有着红色光和白色光的一些优点。黄色光另外一优点就是当你阅读时减少因为长时间阅读而导致眼睛疲劳的反射和眩目的光。

4、绿色光也可以用作为夜视，绿色光还特别适用于在夜晚的时候阅读地图或图表。它还不那么容易被夜视装备发现，便很容易被人眼发现，绿色光的亮度比红色光低。

5、蓝色光可被用作在夜晚阅读地图和通常很受军事人员青睐，因为蓝色光增加了对比度的水平。它还可以用作戏院和演出时的后台工作灯色。

6、蓝绿光有着相似绿光和蓝光的夜视优点，但随着蓝绿光的颜色特性的提高，一些用户因为这个原因喜欢用蓝绿光。 7、红外线红光是与夜视装备一起使用的。否则人的眼睛是看不到红外线光的。

8、紫外光通常是用作识别钞票是否伪造，一些紫外发光二极管照明物在夜总会和派对上很受欢迎，它们被用来使荧光物质发出更亮的光。

光的颜色和它的波长 光的颜色是否可以看见是由它的波长决定的，光的波长是以纳米为单位的也说是十亿分之一米。发光二极管发出的光几乎都是一致的也就是说它几乎都是在一个波长，发出非常纯的颜色。以下是光的颜色和它的波长。

1、中红外线红光 4600nm - 1600nm --不可见光 2、低红外线红光 1300nm - 870nm --不可见光 850nm - 810nm -几乎不可见光，

3、近红外线光 780nm -当直接观察时可看见一个非常暗淡的樱桃红色光 770nm -当直接观察时可看见一个深樱桃红色光 740nm -深樱桃红色光 4、红色光 700nm - 深红色 660nm - 红色 645nm - 鲜红色 630nm - 620nm - 橙红

5、橙色光 615nm - 红橙色光 610nm - 橙色光 605nm - 琥珀色光

6、黄色光 590nm - “钠“黄色 585nm - 黄色 575nm - 柠檬黄色/淡绿色

7、绿色 570nm - 淡青绿色 565nm - 青绿色 555nm - 550nm - 鲜绿色 525nm - 纯绿色 8、蓝绿色 505nm - 青绿色/蓝绿色 500nm - 淡绿青色 495nm - 天蓝色

9、蓝色 475nm - 天青蓝 470nm - 460nm-鲜亮蓝色 450nm - 纯蓝色

10、蓝紫色 444nm - 深蓝色 430nm - 蓝紫色

11、紫色 405nm - 纯紫色 400nm - 深紫色

12、近紫外线光 395nm -带微红的深紫色

13、UV-A型紫外线光 370nm -几乎是不可见光，受木质玻璃滤光时显现出一个暗深紫色。 白光发光二极管有微黄色的到略带紫色的白光。白光发光二极管的色温范围有低至4000°K到12000°K。常见的白光发光二极管通常都是6500°- 8000°K范围内。

光源波长 科学要闻 2008-09-20 15:56:34 阅读102 评论0 字号：大中小 订阅

1、红外线发射管（lnfrared）： λρ=700nm、730nm、770nm、810nm、830nm、850nm、870nm、890nm、920nm、940nm 2、发光二极管(LED Lamp)： （1）白光（White）： 黄白光 色温3000℃ 标准白光 色温5000℃ 蓝白光 色温8000℃ （2）蓝光（Blue）：深蓝 B(PB) λρ=460nm 浅蓝 B(SB) λρ=470nm （3）绿光（Green）：蓝绿 G(BG) λρ=500nm 纯绿 G(PG)λρ=525nm 浅绿 G(SG)λρ=565nm 黄绿 G(YG) λρ=575nm （4）黄光（Yellow）：纯黄 Y(SY) λρ=585nm 琥珀黄 Y(AM) λρ=595nm （5）橙光（Orange）：橙 O(SO) λρ=605nm 红橙 O（RO）λρ=615nm （6）红光（Red）：橙红 R(OR) λρ=625nm 浅红 R(RO)λρ=635nm 红 R(RS)λρ=645nm 深红 R（SR)λρ=655nm

3、紫外光（UV）灭菌灯 λρ=254nm 或 253.7nm 点光源 λρ=365nm 臭氧形成 λρ=185nm以下

——真空紫外线（UV-V），波长为100-200nm ——短波紫外线（UV-C），波长为200-280nm ——中波紫外线（UV-B），波长为280-315nm ——长波紫外线（UV-A），波长为315-380nm ——可见光（Visible light），波长为400—760nm

LED变色灯电路剖析 LED变色灯是一种新型灯泡。它的外形与一般乳白色白炽灯泡相同，但点亮后会自动按一定的时间间隔变色。循环地发出青、黄、绿、紫、蓝、红、白色光。它适用于家庭生日派对、节日聚会、过节过年，给节日添加欢乐气氛：也可用于娱乐场所及作广告灯等。该变色灯泡的特点是，节能(耗电约1W)、寿命长、使用方便、价格便宜。 为什么会自动变色呢?是用什么电路来实现变色昵?把LED变色灯泡拆开来瞧瞧，通过从印制板上的元器件及走线整理出电路图．对该电路作了了解及分析。发现该电路设计得比较巧妙，有独到之处。现将该电路作一剖析，供电路设计、开发人员及爱好者作参考。

变色的光学原理 变色灯是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色LED组成的。双色LED是我们十分熟悉的。一般由红光LED及绿光LED组成。它可以单独发出红光或绿光。若红光及绿光同时亮点时，红绿两种光混合成橙黄色。变色灯的变色原理如图1所示。三种基色LED分别点亮两个LED时，它可以发出黄、紫、青色(如红、蓝两LED点亮时发出紫色光)；若红、绿、蓝三种LED同时点亮时，它会产生白光。如果有电路能使红、绿、蓝光LED分别两两点亮、单独点亮及三基色LED同时点亮，则能按图1的情况发出七种不同颜色的光来。

变色灯的结构框图 LED变色灯的结构框图如图2所示。它由电容降压式稳压电源、LED控制器及G、R、B三基色LED阵列组成。由于这三部分都要装入灯头内，所以其电源采用电容器降压．全波整流及稳压二极管稳压的简单电路。

电源输出15V电压供LED阵列，输出14.6V供LED控制器。控制器的输出端(1、2、3)中有一个是低电平时(如1为低电平)，则绿色LED亮，若三个输出端都是低电平时，则发出白光(绿、红、蓝光LED都亮)。 LED控制器是变色灯的关键，它是由CD4060来承担的，先介绍一下CD4060。 CD4060简介 CD4060是4000系列CMOS器件中的一种，是14位二进制计数器。它内部有两反相器，外接两个电阻及一个电容就可组成振荡器，作为时钟发生器。输入时钟脉冲时(下降沿)，输出端输出记数脉冲。它有一个复位端(Reset)，当复位端为高电平时．所有输出端都是低电平，如表1所示。

CD4060为16管脚DIP封装，各管脚排列如图3所示。其中Clock

in是时钟脉冲输入，Clock out1及Clockout2是时钟脉冲输出(相位差180°，Reset是复位输入端(高电平有效)．Q4～Q14是二进制记数脉冲输出端，Vdd为电源正端(3～18V)．Vss为电源负端。

变色灯的电路图

LED变色灯的电路如图4所示。它由电源部分、变色控制部分及

三基色LED阵列组成，现分别介绍其工作原理： 1．电源部分 由降压电容C1、全波整流D1～D4及稳压二极管D5组成的电容降压式电路是很典型的AC/DC转换电路。经15V的稳压二极管稳压后(严格地说是被限幅后)作为驱动LED阵列的电源．经D6、C2滤波后(约14．5V)的电压供CD4060及复位的电压(高电平)。与电容C1并联的电阻R1是断开电源后，C1上的电荷经R1放电，防止灯头上带电。 这种电源的特点是，当负载的电压远小于220V时，负载上电流IL≈69C(C为降压电容，单位为uF，IL的单位为mA)。例如，C=0.47 u F时，流过负载的电流约32.4mA，并且这个电流是比较稳定的：另外，这种电源尺寸小(占空间小)。其缺点是对市电是不隔离的，要求封闭在灯头内，并有良好的绝缘。