一、發(fā)光二極管的原理介紹
發(fā)光二極管是一種特殊的二極管。和普通的二極管一樣，發(fā)光二極管由半導(dǎo)體芯片組成，這些半導(dǎo)體材料會(huì)預(yù)先透過注入或攙雜等工藝以產(chǎn)生p、n架構(gòu)。與其它二極管一樣，發(fā)光二極管中電流可以輕易地從p極(陽極)流向n極(負(fù)極)，而相反方向則不能。兩種不同的載流子：空穴和電子在不同的電極電壓作用下從電極流向p、n架構(gòu)。當(dāng)空穴和電子相遇而產(chǎn)生復(fù)合，電子會(huì)跌落到較低的能階，同時(shí)以光子的模式釋放出能量(光子也即是我們常稱呼的光)。
它所發(fā)出的光的波長(顏色)是由組成p、n架構(gòu)的半導(dǎo)體物料的禁帶能量決定。由于硅和鍺是間接帶隙材料，在常溫下，這些材料內(nèi)電子與空穴的復(fù)合是非輻射躍遷，此類躍遷沒有釋出光子，而是把能量轉(zhuǎn)化為熱能，所以硅和鍺二極管不能發(fā)光(在極低溫的特定溫度下則會(huì)發(fā)光，必須在特殊角度下才可發(fā)現(xiàn)，而該發(fā)光的亮度不明顯)。發(fā)光二極管所用的材料都是直接帶隙型的，因此能量會(huì)以光子形式釋放，這些禁帶能量對應(yīng)著近紅外線、可見光、或近紫外線波段的光能量。
二、發(fā)光二極管的優(yōu)勢特點(diǎn)
●反應(yīng)時(shí)間短(以ns為單位)，可以達(dá)到很高的閃爍頻率。
●使用壽命長且不因連續(xù)閃爍而影響其壽命。
●在安全的操作環(huán)境下可達(dá)到10萬小時(shí)的壽命，即便是在50度以上的高溫，使用壽命還有約4萬小時(shí)。(螢光燈T8為8000小時(shí)。T5為20000小時(shí)，白熾燈為1,000~2,000小時(shí))。
●耐震蕩等機(jī)械沖擊由于是固態(tài)元件，沒有燈絲、玻璃罩等，相對螢光燈、白熾燈等能承受更大震蕩。
●體積小，其本身體積可以造得非常細(xì)小(小于2mm)。
●便于聚焦，因發(fā)光體積細(xì)小，而易于以透鏡等方式達(dá)致所需集散程度，藉改變其封裝外形，其發(fā)光角度由大角度散射至細(xì)角度聚焦都可以達(dá)成。
●單色性強(qiáng)，由于是單一能級光出的光子，波長比較單一(相對大部份人工光源而言)，能在不加濾光器下提供多種單純的顏色。
●色域略為廣闊，部份白色發(fā)光二極管覆蓋色域較其他白色光源廣。
三、發(fā)光二極管的正負(fù)極判斷
怎樣快速分別發(fā)光二極管的正負(fù)極呢?
(1)直接判斷
其實(shí)也很簡單，發(fā)光二極管，長腳為正，短腳為負(fù)。如果腳一樣長，發(fā)光二極管里面的大點(diǎn)的是負(fù)極，小的是正極。發(fā)光二極管，若與TTL組件相連使用時(shí)，一般需串接一個(gè)470Ω的降壓電阻，以防止器件的損壞。
(2)采用萬用表判斷
萬用表中：紅表筆接“+”,黒表筆接“-”;在測發(fā)光二極管時(shí)，低阻檔測不出來?？捎肦X10K檔測。兩表筆接觸二極管的兩極。如果電阻較小。黑表筆所接是正極。電阻較大。黑表筆所接是負(fù)極。
四、發(fā)光二極管的性能要求
1.高可靠性特別像LED路燈的驅(qū)動(dòng)電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費(fèi)也大。
2.高效率LED是節(jié)能產(chǎn)品，驅(qū)動(dòng)電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內(nèi)的結(jié)構(gòu)，尤為重要。因?yàn)長ED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降，所以LED的散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。
3.高功率因素功率因素是電網(wǎng)對負(fù)載的要求。一般70瓦以下的用電器，沒有強(qiáng)制性指標(biāo)。雖然功率不大的單個(gè)用電器功率因素低一點(diǎn)對電網(wǎng)的影響不大，但晚上大家點(diǎn)燈，同類負(fù)載太集中，會(huì)對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅(qū)動(dòng)電源，據(jù)說不久的將來，也許會(huì)對功率因素方面有一定的指標(biāo)要求。
4.驅(qū)動(dòng)方式通行的有兩種：其一是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源，每個(gè)恒流源單獨(dú)給每路LED供電。這種方式，組合靈活，一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會(huì)略高一點(diǎn)。另一種是直接恒流供電，LED串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低一點(diǎn)，但靈活性差，還要解決某個(gè)LED故障，不影響其他LED運(yùn)行的問題。這兩種形式，在一段時(shí)間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會(huì)較好。也許是以后的主流方向。
5.浪涌保護(hù)LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強(qiáng)這方面的保護(hù)也很重要。有些LED燈裝在戶外，如LED路燈。由于電網(wǎng)負(fù)載的啟甩和雷擊的感應(yīng)，從電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)侵入各種浪涌，有些浪涌會(huì)導(dǎo)致LED的損壞。因此LED驅(qū)動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入，保護(hù)LED不被損壞的能力。
6.保護(hù)功能電源除了常規(guī)的保護(hù)功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋，防止LED溫度過高。
7.防護(hù)方面燈具外安裝型，電源結(jié)構(gòu)要防水、防潮，外殼要耐曬。
8.驅(qū)動(dòng)電源的壽命要與LED的壽命相適配。
9.要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。
五、發(fā)光二極管的顏色用途
發(fā)光二極管產(chǎn)品不同的光顏色有著不同的應(yīng)用。下面就簡單介紹一下最常見顏色和它的實(shí)際用途。
1.白色光有完美的顏色特性，但它會(huì)損害適應(yīng)暗光的視覺，一定光源熄滅后需要一定的時(shí)間來重新適應(yīng)。
2.紅色光通常是用作夜視。紅光不會(huì)引起你瞳孔過分收縮和一旦紅光熄滅時(shí)眼睛不需要重新適應(yīng)黑暗。紅色也通常在單色相片處理被用作為“安全”顏色因?yàn)樗粫?huì)損壞正在沖印的底片
3.黃色光有著紅色光和白色光的一些優(yōu)點(diǎn)。黃色光另外一優(yōu)點(diǎn)就是當(dāng)你閱讀時(shí)減少因?yàn)殚L時(shí)間閱讀而導(dǎo)致眼睛疲勞的反射和眩目的光。
4.綠色光也可以用作為夜視，綠色光還特別適用于在夜晚的時(shí)候閱讀地圖或圖表。它還不那么容易被夜視裝備發(fā)現(xiàn)，便很容易被人眼發(fā)現(xiàn)，綠色光的亮度比紅色光低。
5.藍(lán)色光可被用作在夜晚閱讀地圖和通常很受軍事人員青睞，因?yàn)樗{(lán)色光增加了對比度的水平。它還可以用作戲院和演出時(shí)的后臺(tái)工作燈色。
6.藍(lán)綠光有著相似綠光和藍(lán)光的夜視優(yōu)點(diǎn)，但隨著藍(lán)綠光的顏色特性的提高，一些用戶因?yàn)檫@個(gè)原因喜歡用藍(lán)綠光。
7.紅外線紅光是與夜視裝備一起使用的。否則人的眼睛是看不到紅外線光的。
8.紫外光通常是用作識(shí)別鈔票是否偽造，一些紫外發(fā)光二極管照明物在夜總會(huì)和派對上很受歡迎，它們被用來使熒光物質(zhì)發(fā)出更亮的光。
