红、黄、绿、蓝LED的正常工作电压和电流.docx

红、黄、绿、蓝LED的正常工作电压，和电流发光二极管LED （Light Emitting Diode）,发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转 化为光LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一 端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来半导体晶片由两部分组成，一部分是 P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子但这两 种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结当电流通过导线作用于这个晶片的 时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量， 这就是LED发光的原理而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年LED是英文light emitting diode （发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的 半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，也即固体封装，所以能起 到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导 体之间有一个过渡层，称为p-n结。

在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数 载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能PN结加反 向电压，少数载流子难以注入，故不发光这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发 光二极管，通称LED当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极 流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得 到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益以12英寸的红色交通信号灯为例，在美 国本来是采用长寿命，低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光经红色滤 光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了 18 个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生同样的光效汽车信号灯也 是LED光源应用的重要领域对于一般照明而言，人们更需要白色的光源1998年白光的LED开发成功这种LED是将GaN 芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成GaN芯片发蓝光（久p=465nm，Wd=30nm），高温 烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射，峰值550nm。

蓝光LED基片 安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nmLED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一 部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光现在，对于InGaN/YAG白色LED，通 过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K的各色白 光这种通过蓝光LED得到白光的方法，构造简单、成本低廉、技术成熟度高，因此运用最 多上个世纪60年代，科技工作者利用半导体PN结发光的原理，研制成了 LED发光二极管当 时研制的LED，所用的材料是GaASP，其发光颜色为红色经过近30年的发展，现在大家十 分熟悉的LED，已能发出红、橙、黄、绿、蓝等多种色光然而照明需用的白色光LED仅在 近年才发展起来，这里向读者介绍有关照明用白光LED1. 可见光的光谱和LED白光的关系众所周之，可见光光谱的波长范围为380nm〜760nm， 是人眼可感受到的七色光一一红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，但这七种颜色的光都各自是一 种单色光例如LED发的红光的峰值波长为565nm在可见光的光谱中是没有白色光的，因 为白光不是单色光，而是由多种单色光合成的复合光，正如太阳光是由七种单色光合成的白 色光，而彩色电视机中的白色光也是由三基色红、绿、蓝合成。

由此可见，要使LED发出白 光，它的光谱特性应包括整个可见的光谱范围但要制造这种性能的LED，在目前的工艺条 件下是不可能的根据人们对可见光的研究，人眼睛所能见的白光，至少需两种光的混合， 即二波长发光（蓝色光+黄色光）或三波长发光（蓝色光+绿色光+红色光）的模式上述 两种模式的白光，都需要蓝色光，所以摄取蓝色光已成为制造白光的关键技术，即当前各大 LED制造公司追逐的“蓝光技术”目前国际上掌握“蓝光技术”的厂商仅有少数几家，比如 日本的日亚化学，日本的丰田合成,美国的CREE,德国的欧司朗等，所以白光LED的推广应用， 尤其是高亮度白光LED在我国的推广还有一个过程2. 白光LED的工艺结构和白色光源对于一般照明，在工艺结构上，白光LED通常采用两 种方法形成，第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光；第二种是多种单色光混合 方法这两种方法都已能成功产生白光器件第一种方法产生白光的系统如图1所示，图中 LED GaM芯片发蓝光（久p = 465nm），它和YAG （钇铝石榴石）荧光粉封装在一起，当荧光粉 受蓝光激发后发出黄色光，结果，蓝光和黄光混合形成白光（构成LED的结构如图2所示）。

第二种方法采用不同色光的芯片封装在一起，通过各色光混合而产生白光3. 白光LED照明新光源的应用前景为了说明白光LED的特点，先看看目前所用的照明灯光源的状况白炽灯和卤钨灯，其光效为12〜24流明/瓦；荧 光灯和HID灯的光效为50〜120流明/瓦对白光LED：在1998年，白光LED的光效只有5 流明/瓦，到了 1999年已达到15流明/瓦，这一指标与一般家用白炽灯相近，而在2000 年时，白光LED的光效已达25流明/瓦，这一指标与卤钨灯相近有公司预测，到2005年， LED的光效可达50流明/瓦，到2015年时，LED的光效可望达到150〜200流明/瓦那时 的白光LED的工作电流便可达安培级由此可见开发白光LED作家用照明光源，将成可能的 现实普通照明用的白炽灯和卤钨灯虽价格便宜，但光效低（灯的热效应白白耗电），寿命短，维护 工作量大，但若用白光LED作照明，不仅光效高，而且寿命长（连续工作时间10000小时以 上），几乎无需维护目前，德国Hella公司利用白光LED开发了飞机阅读灯；澳大利亚首都 堪培拉的一条街道已用了白光LED作路灯照明；我国的城市交通管理灯也正用白光LED取代 早期的交通秩序指示灯。

可以预见不久的将来，白光LED定会进入家庭取代现有的照明灯LED光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、 多色发光等的优点，虽然价格较现有照明器材昂贵，仍被认为是它将不可避免地现有照明器 件LED特点和优点LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途体积小LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻耗电量低LED耗电非常低，一般来说LED的工作电压是2-3.6V工作电流是0.02-0.03A这就是说： 它消耗的电不超过0.1W使用寿命长在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时高亮度、低热量环保LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用坚固耐用LED是被完全的封装在环氧树脂里面，它比灯泡和荧光灯管都坚固灯体内也没有松动的部 分，这些特点使得LED可以说是不易损坏的LED的分类1. 按发光管发光颜色分按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）蓝光等另 外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分 成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。

散射型发光二极管和达于做指示灯 用2. 按发光管出光面特征分按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等圆形 灯按直径分为中2mm、中4.4mm、^ 5mm、^ 8mm、^ 10mm及甲20mm等国 外通常把中3mm的发光二极管记作T-1；把中5mm的记作T-1 (3/4)；把中4.4mm的记作T-1 (1/4)由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况从发光强度角分布图来分有三类：(1) 高指向性一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂半值角为5 °〜 20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测 系统2) 标准型通常作指示灯用，其半值角为20°〜45°3) 散射型这是视角较大的指示灯，半值角为45°〜90或更大，散射剂的量较大3. 按发光二极管的结构分按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等 结构4. 按发光强度和工作电流分按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED (发光强度100mcd)；把发光强度在10〜100mcd 间的叫高亮度发光二极管一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作 电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。

除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法电压红黄一般是1.8至2.2蓝绿一般是3.0至3.6电流小功率的都尽量控制在20MA做指示用的LED都用10毫安以下比较好，一般用到5毫安就比较亮了除了蓝色的LED正向 电压是3-3.4伏，其他色的都是1.8-2伏普通的发光二极管正偏压降红色为1.6V，黄色为1.4V左右，蓝白为至少2.5V工作电流 5 —10mA左右超亮发光二极管主要有三种颜色，然而三种发光二极管的压降都不相同，具体压降参考值如 下：红色发光二极管的压降为2.0--2.2V黄色发光二极管的压降为1.8-2.0V绿色发光二极管的压降为3.0-3.2V正常发光时的额定电流约为20mA。