Optodiode发光晶体二极管LED的基本介绍
- 时间：2023-02-21作者：深圳维尔克斯光电有限公司浏览：76
美国Optodiode发光二极管LED是将电能转换为光能的半导体，发射光颜色取决于半导体材料和构图。LED通常分为紫外光、可见光和红外光三种波段。
商用led单像素输出功率至少为5mW，波长范围为360nm到950nm，每个波长范围由特定的半导体材料制成。
深红光至近红外（IRLED）：660nm-900nm
该区域的器件结构有很多变化，但都使用铝砷化镓AlGaAs或砷化镓GaAs材料。目前仍在推动提高这些设备的效率，但这些提高只是渐进式的改进。应用包括红外IR遥控、夜视照明、工业光控和各种医疗应用(660nm- 680nm)。
黄绿至红光LED：565nm-645nm
铝铟镓磷化物AlInGaP是用于此波长范围的半导体材料，主要用于交通信号灯黄色（590nm）和红色（625nm）照明。石灰绿（或黄绿色565nm）和橙色（605nm）也可以从这项技术中获得，但它们有一定的局限性。该技术正在*发展特别是由于商业增长而引起对制作红绿蓝白光灯感兴趣。有趣的是，无论是InGaN还是AlInGaP技术都是以*形式提供（555nm）发射器。在这个*区域确实存在较旧、效率较低的技术，但它们不被考虑高效或明亮。由于缺乏市场的兴趣或需求，因此缺乏资金来开发该波长区域的替代材料技术。
近紫外至绿色LED：395nm-530nm
该波长范围产品的材料是氮化铟镓InGaN，从技术上讲，它是可以使波长介于395纳米~530纳米之间。然而，大多数大型供应商专注于制造蓝色450nm-475nmLED，用于制造带有荧光粉的白光，以及用于交通信号绿色照明的520nm-530nm范围的绿色LED。
快速进步和提高效率在蓝色波长范围内被注意到，特别是随着创造越来越亮的白色光源的竞赛继续进行。
紫外发光二极管：320-360nm
UV LED正在*商业化，专门用于工业固化应用和医疗/生物医学用途。直到较近，较低波长的高效芯片限制从390nm转移为360nm，未来几年的发展可能会看到320nm高效芯片的商业化地区。
LED的工作原理
LED是半导体二极管，当电流应用于设备的正向时，它就会发光。必须施加足够大的电压，使电子穿过损耗区，并与另一侧的空穴结合，形成电子-空穴对。当这个过程发生时，电子以光的形式释放它的能量，结果就是发射光子。
半导体的带隙决定了发射光的波长，更短的波长等于更大的能量，因此带隙越大的材料发射的波长越短。带隙越大的材料也需要更高的传导电压。短波紫外线蓝LED的正向电压为3.5伏，而近红外LED的正向电压为1.5-2.0伏。
为led提供电流和电压
虽然led是半导体，需要较低电压才能工作，但它们仍然是二极管，需要在电流模式下工作。在直流模式下，led有两种主要的操作方式。较简单和较常见的是使用限流电阻(见图1)。这种方法的缺点是在电阻中有很高的热量和功率损耗。为了使电流在温度变化和设备之间保持稳定，电源电压应该远远大于LED的正向电压。
图1 -应用方程I=(Vcc-Vf)/RL求出当前值。
为了**确定电路中的电流流量，必须测量每个LED VF并*适当的负载电阻。在实际的商业应用中，Vcc被设计成比VF大得多，因此VF的微小变化不会对整体电流产生很大的影响。这个电路的缺点是通过RL产生了很大的功率损耗。
在工作温度范围很窄(小于30°C)或LED输出不是关键的应用中，可以使用一个简单的电路，利用限流电阻，如图所示: 驱动LED的更好的方法是使用恒定电流源(见图2)。该电路将提供相同的电流从设备到设备和**过温度的变化。它也有较低的功耗比使用简单的限流电阻。
商业的，现成的LED驱动器可以从许多不同的来源获得。通常，这些操作使用脉冲宽度调制(PWM)原理的亮度控制。
图2 -精确稳定的电路示例。
这种电路通常被称为恒流源。注意，电源电流是由电源电压(Vcc)减去Vin除以R1， (Vcc-Vin)/R1决定的。
在大电流和/或高压模式下的脉冲led用于串并联配置的阵列产生了一系列*特的问题。对于新手设计师来说，设计一个电流控制的脉冲驱动器提供5安培和20伏是不实际的。有一些脉冲led**设备的制造商(见图3)，如Gardasoft Vision。
图3Gardasoft Vision的PP500系列LED照明控制器
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