發(fā)光二極管（LED）的由來：
提起照明，人們馬上會想到燈具店中那些五顏六色的各式燈具。盡管這些燈具的形態(tài)各異，但其照明的核心部分―――燈泡其實主要只有兩種：白熾燈和熒光燈。不過，這種格局不久將會發(fā)生改變，因為照明領(lǐng)域的一顆新星―――發(fā)光二極管燈泡正在走向?qū)嵱没A段。
發(fā)光二極管發(fā)明于20世紀60年代，在隨后的數(shù)十年中，其基本用途是作為收錄機等電子設(shè)備的指示燈。為了充分發(fā)揮發(fā)光二極管的照明潛力，近來，科學(xué)家開發(fā)出用于照明的新型發(fā)光二極管燈泡。這種燈泡具有效率高、壽命長的特點，可連續(xù)使用10萬小時，比普通白熾燈泡長100倍。
據(jù)估計，在全球范圍內(nèi)，發(fā)光二極管燈泡有90億英鎊的市場前景。在巨大商機的吸引下，一些燈泡生產(chǎn)商如菲利普公司等，已開始投資數(shù)百萬鎊，研究開發(fā)家庭用發(fā)光二極管燈泡�？茖W(xué)家預(yù)測，在未來5年，這種燈泡很可能成為下一代照明的主流產(chǎn)品。
眾所周知，自美國發(fā)明家托馬斯.愛迪生發(fā)明白熾燈至今的100多年來，人們基本仍沿用愛迪生發(fā)明的技術(shù)生產(chǎn)白熾燈泡。燈泡的中間是一段金屬鎢絲，當電流通過時，鎢絲受熱激活燈泡中的氣體發(fā)出光芒。但是，發(fā)光二極管燈泡無論在結(jié)構(gòu)上還是在發(fā)光原理上，都與傳統(tǒng)的白熾燈有著本質(zhì)的不同。發(fā)光二極管是由數(shù)層很薄的攙雜半導(dǎo)體材料制成，一層帶過量的電子，另一層因缺乏電子而形成帶正電的“空穴”，當有電流通過時，電子和空穴相互結(jié)合并釋放出能量，從而輻射出光芒。
長期以來，人們之所以沒有將發(fā)光二極管用于照明，主要是因為發(fā)光二極管通常只能發(fā)出紅色光或黃色光，要想獲得白色光，還必須制造出能發(fā)出藍光的發(fā)光二極管。這樣，紅、黃、藍三種光“混合”后，就產(chǎn)生出白光。
現(xiàn)在，這個困擾人們的難題終于得到解決。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新型半導(dǎo)體材料―――氮化鎵，它在經(jīng)過適當處理后就能發(fā)出藍光。發(fā)藍光的問題解決后，發(fā)白光的問題就有了希望。英國劍橋大學(xué)材料系的柯林.翰弗萊斯稱，他們在實驗中已研制出可發(fā)白光的發(fā)光二極管燈泡，這種燈泡發(fā)出的光線與陽光十分接近，具有良好的應(yīng)用前景。他說，發(fā)光二極管燈泡以半導(dǎo)體為材料，因此，這種發(fā)光裝置可以做的很小，只有幾毫米，將其安裝在墻壁或天花板上，如果不開燈，幾乎察覺不到它們的存在，這樣就免去了普通白熾燈需配上燈罩以防光線刺眼睛的麻煩。另外，這種燈泡的壽命很長，安上后幾乎不用更換，今后人們也許會忘記換燈泡是怎么一回事。目前，他正在呼吁英國政府增加投入，以保證英國能在這一技術(shù)領(lǐng)域走在前列。
除經(jīng)久耐用外，這種燈泡在節(jié)能方面也有很大潛力。據(jù)計算，如果美國的燈泡中有一半使用發(fā)光二極管燈泡，則可關(guān)閉24座發(fā)電站，節(jié)省數(shù)十億美元，二氧化碳的排放量也將明顯下降。正因如此，美國已計劃到2006年，所有的交通燈都使用發(fā)光二極管燈泡，這樣每個交叉路口每年即可節(jié)省750美元。
盡管這種燈泡好處多多，但要真正走入普通家庭還面臨兩大障礙。一是價格太高，現(xiàn)在每個燈泡的價格為30英鎊，而普通白熾燈泡只有35便士，差距太大。二是目前還難以生產(chǎn)出適合家庭使用的發(fā)白光的燈泡。但開發(fā)商相信，這種燈泡的價格在今后5年內(nèi)可以降到每個5英鎊。屆時，發(fā)光二極管燈泡將會從傳統(tǒng)的電子設(shè)備指示燈中脫穎而出，成為照明領(lǐng)域的一顆新星。
摘自科技日報２００２．１１．１１
什么是發(fā)光二極管（LED）？：
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發(fā)光二極管簡稱為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。
它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦�。當給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。
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發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R可用下式計算：
R＝（E－UF）／IF式中E為電源電壓，UF為LED的正向壓降，IF為LED的一般工作電流。發(fā)光二極管的兩根引線中較長的一根為正極，應(yīng)按電源正極。有的發(fā)光二極管的兩根引線一樣長，但管殼上有一凸起的小舌，靠近小舌的引線是正極。
與小白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點是：工作電壓很低（有的僅一點幾伏）；工作電流很�。ㄓ械膬H零點幾毫安即可發(fā)光）；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調(diào)制通過的電流強弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強弱。由于有這些特點，發(fā)光二極管在一些光電控制設(shè)備中用作光源，在許多電子設(shè)備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀，用7條條狀的發(fā)光管組成7段式半導(dǎo)體數(shù)碼管，每個數(shù)碼管可顯示0～9十個數(shù)目字。
發(fā)光二極管分類
發(fā)光二極管還可分為普通單色發(fā)光二極管、高亮度發(fā)光二極管、超高亮度發(fā)光二極管、變色發(fā)光二極管、閃爍發(fā)光二極管、電壓控制型發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二極管和負阻發(fā)光二極管等。
1．普通單色發(fā)光二極管
普通單色發(fā)光二極管具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長等優(yōu)點，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅(qū)動點亮。它屬于電流控制型半導(dǎo)體器件，使用時需串接合適的限流電阻。
普通單色發(fā)光二極管的發(fā)光顏色與發(fā)光的波長有關(guān)，而發(fā)光的波長又取決于制造發(fā)光二極管所用的半導(dǎo)體材料。紅色發(fā)光二極管的波長一般為650~700nm，琥珀色發(fā)光二極管的波長一般為630~650
nm ，橙色發(fā)光二極管的波長一般為610~630 nm左右，黃色發(fā)光二極管的波長一般為585
nm左右，綠色發(fā)光二極管的波長一般為555~570 nm。
常用的國產(chǎn)普通單色發(fā)光二極管有BT（廠標型號）系列、FG（部標型號）系列和2EF系列，見表4-26、表4-27和表4-28。
常用的進口普通單色發(fā)光二極管有SLR系列和SLC系列等。
2．高亮度單色發(fā)光二極管和超高亮度單色發(fā)光二極管
高亮度單色發(fā)光二極管和超高亮度單色發(fā)光二極管使用的半導(dǎo)體材料與普通單色發(fā)光二極管不同，所以發(fā)光的強度也不同。
通常，高亮度單色發(fā)光二極管使用砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，超高亮度單色發(fā)光二極管使用磷銦砷化鎵（GaAsInP）等材料，而普通單色發(fā)光二極管使用磷化鎵（GaP）或磷砷化鎵（GaAsP）等材料。
常用的高亮度紅色發(fā)光二極管的主要參數(shù)見表4-29，常用的超高亮度單色發(fā)光二極管的主要參數(shù)見表4-30。
3．變色發(fā)光二極管
變色發(fā)光二極管是能變換發(fā)光顏色的發(fā)光二極管。變色發(fā)光二極管發(fā)光顏色種類可分為雙色發(fā)光二極管、三色發(fā)光二極管和多色（有紅、藍、綠、白四種顏色）發(fā)光二極管。
變色發(fā)光二極管按引腳數(shù)量可分為二端變色發(fā)光二極管、三端變色發(fā)光二極管、四端變色發(fā)光二極管和六端變色發(fā)光二極管。
常用的雙色發(fā)光二極管有2EF系列和TB系列，常用的三色發(fā)光二極管有2EF302、2EF312、2EF322等型號，見表4-31。
4．閃爍發(fā)光二極管 閃爍發(fā)光二極管（BTS）是一種由CMOS集成電路和發(fā)光二極管組成的特殊發(fā)光器件，可用于報警指示及欠壓、超壓指示。其外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及內(nèi)電路框圖見圖4-26和圖4-27。
閃爍發(fā)光二極管在使用時，無須外接其它元件，只要在其引腳兩端加上適當?shù)闹绷鞴ぷ麟妷海?span lang="EN-US">5V）即可閃爍發(fā)光。
5．電壓控制型發(fā)光二極管
普通發(fā)光二極管屬于電流控制型器件，在使用時需串接適當阻值的限流電阻。電壓控制型發(fā)光二極管（BTV）是將發(fā)光二極管和限流電阻集成制作為一體，使用時可直接并接在電源兩端。
LED行業(yè)、led
display知識網(wǎng)：什么是發(fā)光二極管（LED）？
