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，電子會跌落到較低的能階，同時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
●反應(yīng)時間短(以ns為單位)，可以達到很高的閃爍頻率。
●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)境下可達到10萬小時的壽命，即便是在50度以上的高溫，使用壽命還有約4萬小時。(螢光燈T8為8000小時。T5為20000小時，白熾燈為1,000~2,000小時)。
●耐震蕩等機械沖擊由于是固態(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)角度聚焦都可以達成。
●單色性強，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，一般需串接一個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，低阻檔測不出來。可用RX10K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)動電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費也大。
2.高效率LED是節(jié)能產(chǎn)品，驅(qū)動電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內(nèi)的結(jié)構(gòu)，尤為重要。因為LED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，沒有強制性指標(biāo)。雖然功率不大的單個用電器功率因素低一點對電網(wǎng)的影響不大，但晚上大家點燈，同類負(fù)載太集中，會對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅(qū)動電源，據(jù)說不久的將來，也許會對功率因素方面有一定的指標(biāo)要求。
4.驅(qū)動方式通行的有兩種：其一是一個恒壓源供多個恒流源，每個恒流源單獨給每路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，但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電，LED串聯(lián)或并聯(lián)運行。它的優(yōu)點是成本低一點，但靈活性差，還要解決某個LED故障，不影響其他LED運行的問題。這兩種形式，在一段時間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。
5.浪涌保護LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。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)會侵入各種浪涌，有些浪涌會導(dǎo)致LED的損壞。因此LED驅(qū)動電源要有抑制浪涌的侵入，保護LED不被損壞的能力。
6.保護功能電源除了常規(guī)的保護功能外，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際用途。
1.白色光有完美的顏色特性，但它會損害適應(yīng)暗光的視覺，一定光源熄滅后需要一定的時間來重新適應(yīng)。
2.紅色光通常是用作夜視。紅光不會引起你瞳孔過分收縮和一旦紅光熄滅時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”顏色因為它不會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。黃色光另外一優(yōu)點就是當(dāng)你閱讀時減少因為長時間閱讀而導(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，因為藍(lán)色光增加了對比度的水平。它還可以用作戲院和演出時的后臺工作燈色。
6.藍(lán)綠光有著相似綠光和藍(lán)光的夜視優(yōu)點，但隨著藍(lán)綠光的顏色特性的提高，一些用戶因為這個原因喜歡用藍(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別鈔票是否偽造，一些紫外發(fā)光二極管照明物在夜總會和派對上很受歡迎，它們被用來使熒光物質(zhì)發(fā)出更亮的光。
