發(fā)光二極管簡稱發(fā)光管（英文簡稱LED），它是采用特殊的磷化鎵（GaP）或磷砷化鎵（CaAsP） 等半導體材料制成的、能夠將電能直接轉換成為光能的半導體器件。發(fā)光二極管雖然與普通二極管一樣也是由 PN 結構成的，也具有單向導電性，但發(fā)光二極管不是應用它的單向導電性，而是讓它發(fā)光作指示（顯示）、照明器件。
當給發(fā)光二極管通過一定正向電流時，它就會發(fā)光。與帶燈絲的普通小 電珠相比，發(fā)光二極管具有體積小、色彩艷麗、耗電低、發(fā)光效率高、響應速 度快、耐振動和使用壽命長等優(yōu)點，可廣泛應用于各種電子、電器裝置及儀表設備中。
01 單色發(fā)光二極管
單色發(fā)光二極管實際上就是我們經(jīng)常用到的普通發(fā)光二極管，通電后只能發(fā)出單一顏色的亮光來。單色發(fā)光二極管按其管殼形狀可分為圓形、方形和異形3 種，圓形尺寸主要有φ3mm、φ5mm、φ10mm，方形尺寸主要有2mm×5mm。按發(fā)光亮度來劃分，有發(fā)光亮度一般的普通發(fā)光二極管和高亮度發(fā)光二極管。
發(fā)光二極管的參數(shù)還有發(fā)光波長、最大耗散功率等，業(yè)余使用時可不必考慮，只要選擇自己喜歡的顏色和形狀就可以了。
發(fā)光二極管的外形很有特色，所 以可方便地用眼睛進行極性識別。常見 的普通發(fā)光二極管，通常較長的一條引 腳線為其正極，較短的引腳線為其負 極，如圖所示，識別口訣是“長 正短負”（這與電解電容器引腳極性判 斷法一致）。
如果觀察發(fā)光二極管內部， 可以發(fā)現(xiàn)里面的兩個電極一大一小，如 圖 1（b）所示。一般來說，電極較小 的一端是發(fā)光二極管的正極，電極較大 的一端是它的負極。但也有個別的發(fā)光 二極管（一般都是進口管芯）例外，其 內部管芯小的一端是負極、大的一端是 正極。所以在碰到進口發(fā)光二極管時， 為了保險起見，還是借助萬用表測量一下為好。
02 電壓型發(fā)光二極管
從外觀上看，它與普通單色發(fā) 光二極管幾乎沒有兩樣，但內部結構卻與普通發(fā)光二極管有所區(qū)別。其內部由一只限流電阻器 R 和一個發(fā)光二極管管芯串聯(lián)組成。R可將發(fā)光二極管的正向工作電流限定在允許值（一般為 10mA 或15mA）。使用時，只要在電壓型 發(fā)光二極管的正、負極兩端加上額定工作電壓，即可讓其正常發(fā)光。可見，電壓型發(fā)光二極管與 普通發(fā)光二極管相比較，省去了外接限流電阻器的麻煩，使電路 設計和安裝更簡單。
國產(chǎn)電壓型發(fā)光二極管的系列產(chǎn)品，常見的有6種標稱電壓，分別為：5V、9V、12V、15V、18V和24V。其發(fā)光顏色為紅色、黃色、綠色等。
03 閃爍發(fā)光二極管
閃爍發(fā)光二極管也叫自閃發(fā)光二極管，它是一種由CMOS集成電路（互 補對稱金屬氧化物半導體集成電路的英文縮寫）和發(fā)光二極管組成的特殊發(fā)光器件，是光電技術與半導體集成工藝相結合的新產(chǎn)品。這種發(fā)光二極管應用于各種信號指示（顯示）裝置、電子玩具等時，具有電路簡單、耗電量小、醒目美觀等特點。
常用閃爍發(fā)光二極管的外形和內部功能方框圖如圖3所示。其外表與普 通發(fā)光二極管完全一樣，最大特點在于：內部封裝有CMOS大規(guī)模集成電 路，當外加一定電壓時，內部振蕩器便產(chǎn)生一定頻率的方波脈沖，經(jīng)分頻 器變換為超低頻脈沖，再通過驅動放大器推動發(fā)光二極管管芯閃爍發(fā)光。 閃爍發(fā)光二極管的顏色主要有紅色、橙色、黃色和綠色4種。
閃爍發(fā)光二極管的正、負極引腳識別與普通發(fā)光二極管完全相同。 如果用眼睛來觀察閃爍發(fā)光二極管內 部，可以發(fā)現(xiàn)里面有一大一小的兩個電極，并且小電極上面有一個小黑塊——CMOS集成電路，參見圖3（a） 所示。一般來說，電極較小、并附有 小黑塊的一端是閃爍發(fā)光二極管的正 極，電極較大的一端是它的負極。
閃爍發(fā)光二極管的參數(shù)除了正向 工作電流、發(fā)光強度等以外，還有標 稱工作電壓、反映閃光速度的閃爍頻 率和表示亮滅時間比的占空比等，附表給出了國產(chǎn)常用閃爍發(fā)光二極管的主要參數(shù)。
04 變色發(fā)光二極管
變色發(fā)光二極管只用一只發(fā)光二極管就能變換發(fā)出幾種顏色光，因此 在電子裝置、電子玩具、儀器設備等上面多作為不同狀態(tài)指示或發(fā)出多種警告信號。
變色發(fā)光二極管的外形和內部構成如圖4所示，它的最大特點是在一只管殼中封裝了兩個發(fā)光二極管（通常 為紅、綠或紅、黃兩色）管芯，對外有3根引線腳和兩根引線腳之分。
對外有3根引線腳的變色發(fā)光二極管，其內部構成如圖所示。 通常將紅色和綠（黃）色發(fā)光管芯的正極分別引出，而將它們的負極連接在一起，通過一根公共負極線引出。當在紅色發(fā)光二極管的正極與公共負極引線腳之間加上2V左右的直流電壓，使之通過合適的電流（一般為3～ 10 m A）時，管子發(fā)出紅光。
同樣，當在綠（黃）色發(fā)光二極管的正極與公共負極間加上 2 V 電壓和同樣電流時，管子發(fā)出綠光。當 紅 、 綠（黃）發(fā)光二極管的正、負極之間都通電時，即發(fā)出紅光與綠（黃）光的 混合光——橙（桔紅）色光。當紅光管芯通過較大電流（10mA）、 綠（ 黃 ）光管芯不通電時，然后逐漸減小紅光管芯電流、而同時加大綠（黃）光管芯電流，則管子發(fā)光顏色 會連續(xù)地從紅光經(jīng)過一系列中間混合光向綠（黃）光轉變，反之亦然，這 即所謂變色發(fā)光的含義。
對外只有兩根引線腳的變色發(fā)光 二極管的內部構成如圖4（c）所示， 管內紅、綠（黃）發(fā)光二極管管芯的 正、負極反向并聯(lián)后，再通過兩根引 線腳引出。當給兩根引線腳接上2V左 右的直流電壓（電流限制在3～10mA 之間）時，其中一個管芯會處于正向 導通狀態(tài)，該管即通電發(fā)出紅光或綠（黃）光。當調換電壓極性后，另一 個管芯會處于正向導通狀態(tài)，使其通電發(fā)出截然不同的綠（黃）光或紅光。當在兩根引線腳接上2V左右的交 流電時，紅、綠（黃）管芯分別在交 流電的正、負半周時導通，人眼會看 到紅光與綠（黃）光的混合光——橙（桔紅）色光。
國產(chǎn)變色發(fā)光二極管的典型產(chǎn)品有2EF301（紅+黃綠 色 ＝ 淺 橙 ）、2EF302（ 紅 + 綠 ＝ 橙 ）、 BT315（ 紅 + 綠 ＝ 橙 ）、BT362057RG( 紅 + 綠 ＝ 橙 )、BT362057RG( 紅 + 綠 ＝ 橙 )、 BT362057RY( 紅 + 黃 ＝ 桔 紅 )、 BT362057YG( 黃 + 純 綠 ＝ 淺 綠 )、 BT3621526RG( 紅 + 綠 ＝ 橙 )。 業(yè) 余 條件下使用時，可不必考慮型號和參數(shù)， 一般只要選擇所需要的顏色和形狀就可以了。
常用變色發(fā)光二極管的管腳識別如圖5所示。對于有三根引線腳的變色發(fā)光二極管，如果管腳排布呈三角形，則將管腳對準自己，從管殼凸出塊開 始，按順時針方向，依次為內部紅色發(fā)光二極管管芯的正極引出腳、綠（黃） 色管芯的正極引出腳，公共負極引出腳。
如果管腳呈一字排列，其左右兩邊 的管腳分別為內部紅、綠（黃）發(fā)光二極管管芯的正極引出腳，并且管腳引線 稍長的為紅色管芯的正極引出腳，稍短的為綠（黃）色管芯的正極引出腳，中間的管腳為公共負極引出腳。有兩根引線腳的變色發(fā)光二極管，雖然和普通發(fā) 光二極管一樣有長、短引線腳之分，但并不是表示正、負極性。一般稍長的引 線腳表示內部紅色發(fā)光二極管管芯的正極引出腳，稍短的引線表示綠（黃）色 管芯的正極引出腳。
05 七彩發(fā)光二極管
七彩發(fā)光二極管的外表與普通發(fā)光二極管完全一樣，其外形和內部功能 框圖如圖6所示。七彩發(fā)光二極管內部 封裝有大規(guī)模集成電路控制的紅、綠、 藍“三基色”發(fā)光管芯。當外加3～4V 直流電壓時，內部振蕩器便產(chǎn)生頻率 可自動變化（范圍為2～6Hz）的方波 脈沖，經(jīng)時序分配器和三路驅動放大器后，推動紅、綠、藍3個發(fā)光管芯按一定順序搭配工作，從而對外發(fā)出不 斷循環(huán)變化的紅、綠、藍、黃、紫、 青、白等7種顏色閃光來。
七彩發(fā)光二極管的正、負極引腳識別方法與普通發(fā)光二極管完全相同。如果用眼睛來觀察七彩發(fā)光二極 管的內部，可以發(fā)現(xiàn)里面有兩個基本對稱的電極，但其中一個電極的上面 有一個小黑塊——CMOS集成電路，參見圖6（a）所示。一般來說，電極附 有小黑塊的引出腳是七彩發(fā)光二極管 的正極，電極無小黑塊的引出腳是它的負極。
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