LED基础知识

LED基础知识
1、什么是发光二极管(LED)
发光二极管发明于20世纪60年代,在随后的数十年中,其基本用途是作为收录机等电子设备的指示灯。为了充分发挥发光二极管的照明潜力,近来,科学家开发出用于照明的新型发光二极管灯泡。这种灯泡具有效率高、寿命长的特点,可连续使用10万小时,比普通白炽灯泡长100倍。
2、发光二极管的发光原理
发光二极管的发光原理同样可以用前图PN结的能带结构来解释。制作半导体发光二极管的材料是重掺杂的,热平衡状态下的N区有很多迁移率很高的电子,P 区有较多的迁移率较低的空穴。由于PN结阻挡层的限制,在常态下,二者不能发生自然复合。,而当给PN结加以正向电压时,沟区导带中的电子则可逃过PN 结的势垒进入到P区一侧。于是在PN结附近稍偏于P区一边的地方,处于高能态的电子与空穴相遇时,便产生发光复合。这种发光复合所发出的光属于自发辐射,辐射光的波长决定于材料的禁带宽度Eg,即
λ=1.24μm·eV/Eg
由于不同材料的禁带宽度不同,所以由不同材料制成的发光二极管可发出不同波长的光。另外,有些
eoo材料由于组分和掺杂不同,例如,有的具有很复杂的能带结构,相应的还有间接跃迁辐射等,因此有各种各样的发光二极管。
3、发光二极管的主要特性
(1)伏安特性
通过发光二极管的电流与加到二极管两端电压之间的关系,称为发光二极管的伏安特性。图中,UT为开启电压。U>UT时,二极管导通发光。U<UT时,二极管截止不发光。UT的大小与材料、工艺等因素有关。一般GaAs管的UT约为1.3V;GaP管的UT约为2V;GaAsP管的UT约为1.6V;GaAlAs管的UT约为1.55V。 (2)发光亮度
各种发光二极管发光出射度与电流密度的关系曲线
发光二极管的发光亮度,基本上是正比于电流密度的(上图给出的是各种发光二极管的光出射度与电流密度关系),由图可见,一般管的发光亮度都与电流密度成正比例,只有”GaP红”的发光亮度略有随电流密度的增加而趋于饱和的现象。亮度正比于电流密度这种性质,对于采用脉冲驱动的方式是很有利的,它可以在平均电流与直流电流相等的情况下,获得很高的亮度。
(3)光谱特性
发光二极管所发出的光不是纯单光,但是,除了激光外,它的谱线宽度都比其它光源所发出光的谱线窄。例如,砷化镓发光二极管的谱线宽度只有25nm。因此,可认为是单光。其它发光二极管的光谱特性曲线示于上图。
(4)温度特性
温度对PN结的复合发光是有影响的,在偏置电压不变的情况下,结温升高到一定程度后,电流将变小,发光亮度减弱,电流与温度的关系大致如上图所示。 (5)时间响应
这里说的时间响应,是指发光二极管启亮与熄灭时的时间延迟。发光二极管的响应时间很短,一般只有几纳秒至几十纳秒。当利用脉冲电流去驱动发光二极管时,应考虑到脉冲宽度、空度比与响应时间的关系。
(6)寿命
发光二极管的寿命都很长,在电流密度j=1A/cm2的情况下,可达106h以上。不过,电流密度对二极管的寿命是有影响的,电流密度大时,发光亮度高,寿命就会很快缩短。
5、LED电子显示屏通用规范
1 范 围 ▲
本标准规定了LED显示屏的定义、分类、技术要求。本标准适用于LED显示屏产品。它是LED显示
屏产品设计、制造、安装、使用、质量检验和制订各种技术标准、技术文件的主要技术依据。
2 引 用 标 准 ▲
下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方
应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB191-90 包装储运图示标志
GB2423.1-89 电工电子产品基本环境试验规程 试验A:低温试验方法
GB2423.2-89 电工电子产品基本环境试验规程 试验B:高温试验方法
GB2423.3-89 电工电子产品基本环境试验规程 试验Ca恒定湿热试验方法
GB4943-95 信息技术设备(包括电气事务设备)的安全
GB6388-86 运输包装收发货标志
GB6587.4-86 电子测量仪器振动试验
一水氢氧化锂肩垫GB6587.6-86 电子测量仪器运输试验
GB6593-86 电子测量仪器质量检验规则
GB9813-88 微型数字电子计算机通用技术条件
GB11463-89 电子测量仪器可靠性试验
SJ/T10463-93 电子测量仪器包装、标志、贮存要求
本标准采用下列缩略语和定义:
3.1 LED发光二极管 ligth emitting diode LED发光二极管的英文缩写
3.2 LED显示屏 LED panel
通过一定的控制方式,用于显示文字、文本、图形、图像、动画、行情等各种信息以及电视、录像信号并由LED器件阵列
组成的显示屏幕。
3.3 显示单元 display unit 由电路及安装结构确定的并具有显示功能的组成LED显示屏的最小单元。
3.4 致命不合格 critical defect
对使用、维护产品或与此有关的人员可能造成危害或不安全状况的不合格,或单位产品的重要特性不符合规定
或单位产品的质量特性严重不符合规定。
3.5 失控点 out-of-control point 发光状态与控制要求的显示状态不相符并呈离散分布的LED基本发光点。
3.6 伪彩LED显示屏pseudo-color LED
panel在LED显示屏的不同区域安装不同颜的单基LED器件构成的LED显示屏。
3.7 全彩LED显示屏 all-color LED panel
由红、绿、蓝三基LED器件组成并可调出多种彩的LED显示屏。
4 分 类 ▲
LED显示屏可依据下列条件分类:
4.1 使用环境 LED显示屏按使用环境分为室内LED显示屏和室外LED显示屏。
4.2 显示颜
LED显示屏按显示颜分为单基LED显示屏(含伪彩LED显示屏),双基LED显示屏和全彩(三基)LED显示屏。按灰度级
又可分为16、32、64、128、256级灰度LED显示屏等。
4.3 显示性能
LED显示屏按显示性能分为文本LED显示屏、图文LED显示屏,计算机视频LED 显示屏,电视视频LED显示屏和行情LED显示屏等。行情
LED显示屏一般包括证券、利率、期货等用途的LED显示屏。
4.4
基本发光点非行情类LED显示屏中,室内LED显示屏按采用的LED单点直径可分为Φ3mm、Φ375mm
、Φ5mm、Φ8mm、和Φ10mm等显示屏;室外LED
显示屏按采用的象素直径可分为Φ19mm、Φ22mm和Φmm26等LED显示屏。行情类LED显示屏中按采用的数码管尺寸可分2.0cm
(0.8inch)、2.5cm(1.0inch)、3.0cm(1.2inch)、4.6cmm(1.8inch)、
5.8cm(2.3inch)、7.6cm(3inch)等LED显示屏。
5 要 求 ▲
5.1 LED显示屏的硬件使用环境
LED显示屏硬件部分包括根据LED显示屏种类、面积、使用现场等条件确定的通用计算机部分、通讯线、专用数据转换部分及显示部分。在详细
规范中应说明:
a.对计算机主机、各种选配插卡、外部设备及通讯接口的要求;
b.对通讯线的要求并注明最大通讯距离;
c.数据转换部分与计算机主机的通讯方式;
d.供电要求及结构安装要求。
5.2 LED显示屏的软件使用环境
对不同性能的LED显示屏应配置能满足其显示功能要求的显示软件,该软件具有以下功能:
a.符合系列化、标准化要求,能向下兼容;
b.采用在详细规范中规定的操作系统和语言;
c.配有完善的自检程序和根据需要配备各种级别的诊断程序;
d.对特殊用途的LED显示屏配备其相应的专用软件。纳豆菌种
5.3 结构与外观
5.3.1 结构 LED显示屏部分可采用钢、铝、木等材料。要求结构坚固、美观。cao20
5.3.2 外观 LED显示屏外框无明显划痕。室外LED显示屏象素管安装应一致、无松动及管壳破列。
5.4 安全要求 LED显示屏属GB4943规定的I类安全设备。
5.4.1 LED显示屏保护接地端子。
5.4.2 安全标记
5.4.2.1 LED显示屏保护接地端子应有标记。
5.4.2.2 LED显示屏在熔断器和开关电源处应有警告标志。
5.4.3 对地漏电流 LED显示屏的对地漏电流应不超过3.5mA(交流有效值)。
5.4.4 抗电强度 LED显示屏可50HZ、1500V(交流有效值)的试验电压1min不应发生绝缘击穿。
5.4.5 温升LED显示屏正党使用时在达到热平衡后金属部分的温升不超过硬
45K, 绝缘材料的温升不超过70K。
5.5 LED显示屏性能特性
文本LED显示屏和图文LED显示屏应具有在详细规范中规定的移入移出方式及显示方式。
无数字签名计算机视频LED显示屏应具有:动画功能。要求LED显示屏动画显示与计算机显示器相对应区域显示一致;

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