-
发光二极管工作原理-二极管是什么
2020-07-11 16:14:04发光二极管工作原理-二极管是什么 发光二极管通常称为LED,它们虽然名不见经传,却是电子世界中真正的英雄。它们能完成数十种不同的工作,并且在各种设备中都能找到它们的身影。 它们用途广泛,例如它们可以组成... -
元器件应用中的半导体发光二极管工作原理、特性及应用
2020-11-18 08:13:26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... -
发光二极管电路
2017-06-29 19:42:25项目驱动之发光二极管电路电路目标:220交流输入实现在开关按下时发光二极管亮操作对象及其技术参数:普通发光二极管,一般发光二极管的正向导通工作典型...发光二极管工作时正向压降电压 2.发光二极管工作时流过的电流发光二极管电路
电路目标:220交流输入实现在开关按下时发光二极管亮
操作对象及其技术参数:普通发光二极管,一般发光二极管的正向导通工作典型电压(Forward Voltage)为3.3V,正常工作电流(Forward Current)为5-20mA,在这里电流计算以10mA为准。
原理图绘制
发光二极管端设计
设计因素:1.发光二极管工作时正向压降电压 2.发光二极管工作时流过的电流
先满足供电电源的要求必须大于3.3伏,要使二极管在工作时电流的大小为10mA,则需要在发光二极管上串联电阻,如下图所示
该电阻在这里的作用是限流至10mA。发光二极管端供电电源参数
在直流电源的选择上从性质上可以选择的是电压源型和电流源型电源
电压源型电源:维持电压不变,电压源可以关断。
电流源型电源:维持电流不变,与负载无关,要保持通路状态,一旦开路由于电流源要维持电流的恒定在极间空气上形成高压发生击穿。在此应用中,首先发光二极管不可能串联到电流源回路中,只能是并联,发光二极管工作时可以将短路回路先断开,关断时,短路回路闭合,并且电源的非理想性,存在电源内阻,电流源又必须通路,从能耗的角度上讲也不适合此应用。在此选用直流电压源对发光二极管端进行供电,之后涉及到电压源大小的选择,像货币的面额一样电源不可能将每种大小的电源都设计出来,在实际应用中主要规格有3.3V,5V,12V,24V,48V直流电压源,由于二极管的导通压降已经有3.3V,有考虑到减少功耗,这里选择5V直流电压源。
限流电阻阻值及其功率
回路电流 i=10mA,发光二极管正向导通压降为3.3V,电压源为5V,可以得到限流电阻的阻值为170欧,功率为0.017W。5V直流电压源的获得
这里选用LM7805稳压模块,发光二极管端的回路如下图所示
LM7805稳压模块参数:
1. LM7805工作电流就是发光二极管的电流10mA
2. 功率是(Vin-Vout)*i
3. LM7805要求判断因素:1.工作电压 2.功率
工作电压下图所示
在Vin上电压选取的范围是12-25伏之间,选取一般常用的电压12伏和24伏,以24伏计算LM7805功率为0.2W,可以保证工作时不发热,如果稳压模块的压差过大则使得功率较大而发热,可以采取散热处理,或者使用多个稳压模块,由多个稳压模块组成的电压源的工作电流还是负载电流。发光二极管回路的电源滤波
电压源滤波处理:5V电源的电压有纹波,相当于将电容看成一个水缸,带有脉动的电压对电容充电,电压减少时由于电容可以补偿电压下降而造成的波动,从而减少脉动的纹波,通常该电容是电解电容,对于小电压源一般不会产生浪涌电压即dU/dt很大的情况,则不需要在电解电容边上接瓷片电容,去除浪涌。 对于电解电容的电容计算:C=IL/(∆U×f_充 ),之后的滤波电容计算是按照最初电源的频率计算,经过整流桥之后倍频,计算值加以一定余量。
滤波电容如下图所示
整流桥电源:
整流桥作为电源输入时,对于含有大电容的滤波(且没有负载时)的整流桥正负极之间的电压有效值为1.414Uin,在滤波电容后接入负载时电容进行充放电使得电压有所下降。增加瓷片电容滤去浪涌电压(利用电容两端的电压不可突变的性质)保证后面电路的工作的安全性,一般为104瓷片电容即可。整流桥输出的直流电压为24V,输出整流桥的交流输入为AC16V,AC16V由220交流输入经变压后通过接线端子接入发管二极管驱动电路。
主电路由下图所示模块参数计算及其选型封装
整流桥模块
1. 整流桥二极管所能承受的反向电压(根号二倍 的电容电压)
2. 整流桥每只二极管流过的平均电流
限流电阻模块
可选的封装形式是直插式和贴片式,对贴片式的封装也有不同类型对应着不同的功率,先确定电阻是直插式还是贴片式,最后根据功率选择对应的封装形式(留一定余量)。
滤波电容模块
滤波电容的C相当于水缸的底面积,Q相当于水的体积,U相当于水缸的高度,电容后的负载电路需要向电容抽取电流也就是抽取电荷(相当于水缸中的水),导致水缸高度U下降,同时电压源对电容充电补充水缸高度(条件是电压源电压在瞬态大于电容电压才能将电荷注入电容),故纹波的产生是必然的,但是可以通过高频充电和增大C减小纹波。如果没有滤波电容,脉动电压直接供给负载,会造成电压的不稳定,影响工作,滤波稳定了电压的同时间接保证电流的稳定。 -
有机发光二极管显示技术
2021-02-01 19:50:29有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)故名思议,是使用有机半导体材料和有机发光材料,通过电子和空穴能级跃迁辐射出光子的发光电致发光的器件,其工作原理与传统二极管相似,差别在于OLED 引入了...有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)故名思议,是使用有机半导体材料和有机发光材料,通过电子和空穴能级跃迁辐射出光子的发光电致发光的器件,其工作原理与传统二极管相似,差别在于OLED 引入了有机半导体材料。
OLED 的工作原理如下图1 所示。使用ITO 制作的透明阳极和使用金属材料(多用铝)制作的不透明阴极在外界驱动电压作用下产生电子和空穴。在电场力作用下,空穴和自由电子被注入电子传输层和空穴传输层。电子和空穴在电子传输层/空穴传输层中发生能级跃迁,进入发光层。在发光层中电子和空穴相遇并复合形成激子。电子和空穴在相遇复合形成激子的过程中,会激发发光层发光分子,经辐射弛豫发出可见光。辐射光经由透明电极ITO 层出射,而金属阴极同时可作为反射层,反射可见光出射,提高出光率。基于OLED 电子空穴复合发光的原理制成的显示器称为OLED 显示器。
图1 OLED 基本结构图
-
【光纤通信MOOC—光源与发送机】发光二极管及光源器件
2020-04-02 11:26:281、发光二极管的结构和工作原理 (1)发光二极管结构 发光二极管(Light Emitting Diodes,简称LED),其工作原理与LD基本相同,只是结构和性能上有所区别。 LD是什么? LD,即Laserdisc,是受激辐射复合发光...1、发光二极管的结构和工作原理
(1)发光二极管结构
发光二极管(Light Emitting Diodes,简称LED),其工作原理与LD基本相同,只是结构和性能上有所区别。
LD是什么?
LD,即Laserdisc,是受激辐射复合发光器件(LED是利用注入有源区的载流子自发辐射复合发光的)。
发光二极管是什么?其定义是什么?
发光二极管构造图 发光二极管,是一种在低压直流电(3~5 V)的激发下能够发射近紫外光或可见光的半导体电子器件。它的核心部分与LD一样,也是由P型、N型半导体组成的晶片。
(2)发光二极管工作原理
首先,我们应当知道:P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层,称为PN结。
在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时,会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。
- 当PN结加反向电压时,少数载流子难以注入故不发光;
- 当PN结加正向电压时,处于正向工作状态,电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。
这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。
(3)发光二极管特点
LED也采用双异质结的结构,但没有谐振腔,它发出的是自发辐射光,而不是激光。
发光二极管特点 优点
缺点
LED的结构比较简单,价格低,发射功率与温度的关系小,性能较稳定,因此在小容量、短距离的光纤通信系统中得到广泛的应用 光谱线宽度比LD的谱线宽度要宽,因而色散较大,传输带宽小,发出的功率小 2、光源器件性能参数
(1)LD激光器性能参数
- 阈值
半导体激光器是一个阈值器件,它的工作状态随注入电流的不同而不同。
只有当外加激励的能源功率(一般为电能源)超过某一临界值时,激光物质中的粒子数反转达到了一定程度,激光器才能克服光谐振腔内的损耗而产生激光。而这个临界值,就称为激光器的阈值。
阈值电流
:当注入电流大于
时,激光器方可激发出激光。在实际使用中,外加激励能源刚达到阈值时虽有激光输出但很弱。
对激光器而言,希望其阈值电流越小越好,因为阈值电流小,要求的外加激励能源就小,激光器本身发热就少。
- 激光器效率
衡量激光器转换效率的高低——功率转换效率、量子效率
① 功率转换效率:输出光功率与消耗的电功率之比
功率转换效率 ② 量子效率:输出光子数与注入电子数之比
量子效率 - 温度特性
半导体激光器的阈值电流、输出光功率和发光波长随温度而变化的特性称为温度特性。
阈值电流随温度的升高而加大。这是因为温度上升使异质结势垒的载流子限制作用下降,因此激光器的阈值电流增大。國值电流与温度的变化关系可以表示为:
式中:T为器件的绝对温度,I0为常数,T为激光器材料的特征温度。对于GaAs-GaAlAs半导体激光器,T0= 100 ~ 150K,InGaAsP-InP激光器T0= 40 ~ 70K。T0越大,器件的温度特性越好。
半导体激光器的阈值电流还与其器件的老化程度有关。随着激光器工作时间增长,器件老化,其阈值电流不断增加。
LD激光器不同温度下激光器的P-I曲线 - 时间退化特性
激光器的阈值电流不仅随温度变化,而且还与器件的老化程度有关。随着激光器工作时间增长,器件老化,会出现性能退化特性。通常将阈值电流增加50%的时间定义为寿命终了点,此时需要更换激光器。
LD激光器P-I特性曲线(随器件老化变化情况) - 光谱特性
半导体激光器的纵向光场不是以行波形式传输,而是成驻波形式振荡。因此,激光器输出的是一系列模式明确,谱宽很窄,功率不同、尖锐的谱线,称为激光器的纵模。
对于半导体激光器,当注入电流低于阈值时,发射光谱以自发辐射为主,发出的是荧光,谱宽很宽,其光谱宽度常达数10nm。当注入电流大于阈值后,谐振腔里的增益大于损耗,激光器产生激光振荡,输出光谱呈现出以一系列振荡模式--纵模。其发射光谱变窄,谱线中心强度急剧增加,激光器输出功率越大,其发射光谱越窄,谱线中心强度越大。
(2)LED激光器性能参数
- P-特性
与半导体激光器的P-1特性相比,LED没有阈值,其线性范围较大。在注入电流较小时,曲线基本上是线性的,当注入电流较大时,由于PN结的发热而出现饱和现象。
- 光谱特性
由于在发光二极管中没有选择波长的谐振腔,所以其自发辐射的光谱较宽。在室温下,典型的短波长LED的谱线宽度为30nm-50nm,长波长LED的谱线宽度为520nm-620nm。
随着温度升高,谱线宽度增大,且相应的发射峰值波长向长波长方向漂移。
-
发光二极管(一)- 基础知识
2019-12-19 16:20:35工作原理 发光二极管核心是二极管的空穴和电子在电压作用下从电极流向PN结。当空穴和电子相遇而产生复合,电子会跌落到较低的能阶,同时以光的形式释放出能量。如下所示: LED根据不同的使用材料,发出不同的颜色...发光二极管(Light Emitting Diode)简称LED,是一种会发光的半导体组件且具备二极管的电子特性。本篇文章将介绍下LED的基础知识。
工作原理
发光二极管核心是二极管的空穴和电子在电压作用下从电极流向PN结。当空穴和电子相遇而产生复合,电子会跌落到较低的能阶,同时以光的形式释放出能量。如下所示:
LED根据不同的使用材料,发出不同的颜色(发光波长)。下图是可见光的波长分布:
白色光是复合产生的,下面是常用的两种方法。
- 蓝色LED+黄色荧光体
蓝色LED与其辅助色即黄色荧光体组合,获得白色光。该方式与其他方式相比,结构简单、效率高,因此目前已成为主流。
- RGB复合得到
光的三基色通过配合可以得到任何颜色的光,该方式比起照明用途,更多的用于全彩LED显示设备。
LED分类与种类
- 直插式
按外观分类:一般圆柱型外观有3mm,5mm,8mm等。
一般根据引脚长短区分正负极(长正短负)。
- 表贴式
根据外形分类:0402,0603,0805,1206,3030,3528,5050等等。
电学特性
- 伏安特性
- A点是开启电压,电压开启点以前是截止状态。从A点以后随着电压的升高,电流以指数形式增加。
- AC段为正向工作区,LED与普通二极管正向导通电压要高一般大于1V。下图是不同颜色在20mA工作电流下正向导通电压。
- 正向导通电流:正常情况下不应超过最大值的60%。
- 最大反向电压:当加载反向电压超过一定值后,LED将会烧毁。
- 反向漏电流:正向电压下,反向漏电刘是少子的运动很小,一般<10uA。反向漏电流越小,说明LED单向导电性越小。
- 功耗:正向导通电流*正向导通电压即为消耗功率。应保证小于最大允许功率。
光学特性
- 发光强度
表示从特定方向观测到的亮度。单位为cd(坎德拉)。
比较光强时需要特别注意指向角,光强是指单位立体角内发出的光通量。透镜作为LED封装的组成部分可以向特定方向集中光输出(用透镜集光),即使光输出小也能集光,因此光强变大。比较技术资料时,需要根据指向角和光强进行判断。- 光通量
指从光源发射出来的全部光量。单位为lm(流明)。
- 峰值波长 λP[nm]
指LED发出的光谱输出值最高的波长,单位为nm(纳米)。
设计LED时采用峰值波长进行设计,但实际用人眼比较波长时使用主波长进行比较。- 主波长 λD[nm]
LED一般用波长表示颜色。主波长相当于眼睛看到的颜色所对应的波长,与发光波长的峰值波长有差异。
- 色度坐标 x, y:
L指用二维正交坐标系表示LED发光颜色的刺激值,一般使用x y坐标系。
- 指向角
表示LED光辐射的范围。单位为 “度” 。 将封装倾斜观察光输出时,用于判断从输出的极限值位置能观测多大角度。将输出达到峰值一半时的角度乘以2倍(从正面看时相当于左右端)的值叫做指向角。
LED电路
- 串联电路
当LED以恒压驱动方式串联点亮时,通常如下图所示,电路中包含与LED串联的电阻,用于控制电流。限流电阻值由正向电压和电流计算所得。
- 并联电路
将LED以恒压驱动方式并列排列时,建议给每列LED加入控制电阻。
参考
-
电源技术中的采用发光二极管制作的可调直流稳压电源
2020-11-10 03:44:38电路工作原理 该可调直流稳压电源电路由电源输入电路、稳压输出电路和电流指示电路组成,如图所示。 电源输入电路由电源开关认熔断器FUl、FU2、电源变压器T、整流二极管VDl、VD2和滤波电容器Cl组成。 ... -
OLED技术的工作原理及发光过程
2020-10-18 22:12:23OLED是一种由有机分子薄片组成的固态设备,施加电力之后就能发光。OLED能让电子设备产生更明亮、更清晰的图像,其耗电量小于传统的发光二极管,也小于当今人们使用的液晶显示器。 -
声光控楼道灯电路原理图与工作原理分析
2020-07-10 19:39:38声光控楼道灯电路原理图与工作原理分析 工作电压: 本电路设计工作电压为市电220V,用于控制5-60W以内的白炽灯通断电。实际应用时,改变R4的阻值可以改变本电路的工作电压,电压范围控制在5-250V的交流电为宜,可... -
红外二极管发射电路图大全
2020-07-14 07:03:52声光报警模块由蜂鸣器、(红,绿)发光二极管和NPN型三极管驱动电路组成,具体电路图如图5所示。 红外二极管发射电路图(二) 如图所示,图是红外线遥控接收装置实例。红外线传感器有多种,这里选用光电二极管... -
LED芯片发光基本原理
2021-01-19 20:21:01其工作原理是利用发光二体的材料:也就是Ⅲ-Ⅴ族元素化合物,在单晶上形成具有P-N接合面半导体。藉由外部施加Vcc电压,使电子与电洞结合达热平衡时,过剩的能量会以光的形式直接释出。而不是传统灯泡 ,采用滤光镜 ... -
红外红外传感器电路图及工作原理
2020-06-25 17:29:51红外红外传感器电路图及工作原理 Infrared IR Sensor Circuit Diagram and Working Principle 红外传感器是一种电子设备,它发射是为了感知周围环境的某些方面。红外传感器既能测量物体的热量,又能检测物体的运动。... -
摇摇棒仿真图原理图PCB图代码
2020-05-08 22:34:30摇摇棒”是一种利用我们的“视觉暂留效应”工作的高科技电子玩具。接通电源后,它上面的一列LED(发光二极管)不停地闪烁,当你摇动它时,会看见空中梦幻般的浮现一个个笑脸、爱心等图案或者文字。 -
显示/光电技术中的LED芯片发光基本原理
2020-11-19 10:57:21其工作原理是利用发光二体的材料:也就是Ⅲ-Ⅴ族元素化合物,在单晶上形成具有P-N接合面半导体。藉由外部施加Vcc电压,使电子与电洞结合达热平衡时,过剩的能量会以光的形式直接释出。而不是传统灯泡 ,采用滤光镜 ... -
日嘉新光光耦的工作原理
2021-01-20 07:10:57图三 光电耦合器之内部结构图 双发光二极管输入 三极管接收型 4脚封装 图四 光电耦合器之内部结构图 可控硅接收型 6脚封装 图五 光电耦合器之内部结构图 双二极管接收型 6脚封装 -
LED数码显示器的工作原理
2021-01-19 20:13:14如图a所示,共阴极结构的数码显示器阴极共地,当某个发光二极管阳极为高电平时,将其燃亮,这种结构适用于CD4511类译码器的电路。共阳极结构有一个公用的阳极,如图b所示,使用时接正电源,当阴极接低电平时,使其... -
OLED的分类和结构原理及其发光过程解析
2020-10-25 14:36:10OLED能让电子设备产生更明亮、更清晰的图像,其耗电量小于传统的发光二极管(LED),也小于当今人们使用的液晶显示器(LCD)。 在本文中,您将了解到OLED技术的工作原理,OLED有哪些类型,OLED同其他发光技术相比的... -
双光耦开关电源电路图_详解开关电源光耦的工作原理及典型接法
2020-12-29 12:02:37在一般的隔离1、常见的几种连接方式及其工作原理常用于反馈的光耦型号有TLP521、PC817等。这里以TLP521为例,介绍这类光耦的特性。TLP521的原边相当于一个发光二极管,原边电流If越大,光强越强,副边三极管的电流Ic... -
OLED的分类和结构原理及发光过程解析
2021-01-19 19:58:44OLED能让电子设备产生更明亮、更清晰的图像,其耗电量小于传统的发光二极管(LED),也小于当今人们使用的液晶显示器(LCD)。 在本文中,您将了解到OLED技术的工作原理,OLED有哪些类型,OLED同其他发光技术相比... -
光电传感器工作原理及分类
2021-01-19 16:25:46光电传感器的工作原理 光电传感器主要由发送器、接收器、检测电路三大部分构成。其中,发送器用于对准半导体光源、发光二极管、激光二极管、红外发射二极管等发出的目标光束;接收器又可分为光电二极管、光电三... -
LCD显示器工作原理
2021-01-19 20:19:17在平板显示器件领域,目前应用较广泛的有液品(LCD)、电致发光显示(EL)、等离子体(PDP)、发光二极管(LED)、低压荧光显示器件(VFD)等。 1.LCD显示器的特点 液晶显示器件作为一种新型的被动显示器件... -
OLED的结构与工作原理
2021-01-19 19:42:16OLED能让电子设备产生更明亮、更清晰的图像,其耗电量小于传统的发光二极管,也小于当今人们使用的液晶显示器。 在本文中,您将了解到OLED技术的工作原理,OLED有哪些类型,OLED同其他发光技术相比的优势与不足,... -
c51单片机利用蜂鸣器与二极管同时工作模拟炸弹倒计时爆炸效果
2019-11-12 00:06:10c51单片机利用蜂鸣器与二极管...首先,我们来看看我用的开发板(普中51-双核-A7开发板)的蜂鸣器和二极管的原理图(由于开发板上没有专门的发光二极管,于是我用LED&交通灯模块来代替二极管)。 当蜂鸣器J7... -
光电式车速传感器的结构及工作原理解析
2020-07-13 08:28:46它的工作原理如图2所示,当遮光板不能遮断光束时,发光二极管的光射到光敏晶体管上,光敏晶体管的集电极中有电流通过,使该管导通,这时三极管VT:也导通,因此在Si端子上有5V电压输出。脉冲频率由车速决定,车速为... -
显示/光电技术中的LED数码显示器的工作原理
2020-11-13 21:10:15如图a所示,共阴极结构的数码显示器阴极共地,当某个发光二极管阳极为高电平时,将其燃亮,这种结构适用于CD4511类译码器的电路。共阳极结构有一个公用的阳极,如图b所示,使用时接正电源,当阴极接低电平时,使其... -
OLED技术的工作原理及应用
2020-08-27 19:28:40OLED是一种由有机分子薄片组成的固态设备,施加电力之后就能发光。OLED能让电子设备产生更明亮、更清晰的图像,其耗电量小于传统的发光二极管(LED),也小于当今人们使用的液晶显示器(LCD)。 -
3w最简单led灯电路图_led灯驱动电源电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)...
2020-12-20 11:54:56led灯驱动电源电路图(一)电路工作原理LED楼道灯的电路如下图所示。电路由电容降压电路、整流电路、LED发光电路和光电控制电路等部分组成。220V交流电经电容C1、R1降压限流后在A、B两点的交流电压约为15V,由VD1~VD4... -
光电式液位传感器的工作原理及功能特点、分类
2018-12-17 10:13:43工作原理:光电液位传感器品内部包含一个近红外发光二极管和一个光敏接收器。发光二极管所发出的光被导入传感器顶部的透镜。如果没有接触液体,则发光二极管发出的光直接从透镜反射回接收器(下图右)。当液体浸没... -
单片机最小系统原理图
2009-11-16 18:04:38单片机最小系统基本工作原理: 1.两针电源插座用来供电,发光二极管LED1用作电源指示灯。 2.单片机的P1口都接到了JP3十六脚插针用作外部IO口,P2.6、P2.7和INT0外部中断零都由JP3引出。 3.单片机的P0.0至P0.4口都...