发光二极管反向导通

一、发光二极管反向导通

发光二极管反向导通的相关知识

发光二极管是一种常见的电子元件，它的工作原理是基于PN结的电子注入和复合。然而，在某些情况下，发光二极管可能会出现反向导通的现象。本文将介绍发光二极管反向导通的相关知识，包括其定义、原因、影响以及解决方法。

一、发光二极管反向导通定义

发光二极管反向导通是指发光二极管的正极连接到负极，导致电流无法限制地流动，从而使得发光二极管处于导通状态。这种情况下，发光二极管会发出微弱的光或者不发光。

二、发光二极管反向导通的原因

发光二极管反向导通的原因有多种，主要包括以下几点：

• 电路设计不合理：发光二极管的电路设计不当可能导致反向导通。例如，电路中的电阻和电容参数选择不当，会导致反向电流通过。
• 使用不良的发光二极管：一些不良商家出售的发光二极管质量不佳，可能存在内部损坏的情况，从而导致反向导通。
• 温度过高：过高的温度可能导致发光二极管的PN结反向击穿，从而引起反向导通。

三、发光二极管反向导通的影响

发光二极管反向导通可能会对电路的正常工作产生不良影响，具体包括：

• 电路性能下降：反向导通会导致电路中的电流增大，从而影响电路的整体性能。
• 损坏其他元件：反向导通可能会损坏电路中的其他元件，如电阻、电容等。
• 无法正常工作：如果电路中存在多个发光二极管，反向导通可能会导致整个电路无法正常工作。

四、解决发光二极管反向导通的办法

为了解决发光二极管反向导通的问题，我们可以采取以下几种方法：

• 重新设计电路：根据发光二极管的参数重新设计电路，确保电路的电气性能良好。
• 更换高质量的发光二极管：选择质量好的发光二极管可以避免因内部损坏导致的反向导通。
• 降低电路的工作温度：通过散热措施降低电路的工作温度可以避免因温度过高导致的反向导通。

二、发光二极管几伏电压才能发光？

这里不同颜色的发光二极管，工作电压都不一样，这里给你总结了比较常见的发光二极管。

发光二极管的工作原理是什么？为什么可以发出不同颜色的光

这里在给你详细介绍一下发光二极管，相信你会对发光二极管有个更为深刻的立交。

一、什么是发光二极管？

发光二极管（LED）本质上是一种特殊类型的二极管，因为发光二极管具有与PN结二极管非常相似的电气特性。当电流流过发光二极管（LED）时，发光二极管（LED）允许电流正向流动，并且阻止电流反向流动。

发光二极管由非常薄的一层但相当重掺杂的半导体材料制成。根据所使用的半导体1材料和掺杂量，当正向偏置时，发光二极管（LED）将发出特定光谱波长的彩色光。如下图所示，发光二极管（LED）用透明罩封装，以可以发出光来。

二、发光二极管电路符号

发光二极管符号与二极管符号相似，只是有两个小箭头表示光的发射，因此称为发光二极管（LED）。发光二极管包括两个端子，即阳极（+）和阴极（-），发光二极管的符号如下所示。

三、发光二极管正负极怎么区分？

这个在我之前的文章里面有详细的讲解，可以直接点击下面这个文章。

二极管怎么区分正负极

这里简单地讲一下。

• 发光二极管比较常用，正负极容易区分。长引脚为正极，短引脚为负极。
• 引脚相同的情况下，LED管体内极小的金属为正极，大块的为负极。
• 贴片式发光二极管，一般都有一个小凸点区分正负极，有特殊标记为负极，无特殊标记为正极。

三、发光二极管怎么测好坏？

更为具体的，大家可以去看我的这篇文章，直接点击进入就可以了。

二极管怎么测好坏？

四、发光二极管的工作原理

发光二极管在正向偏置时发光，当在结上施加电压以使其正向偏置时，电流就像在任何 PN 结的情况下一样流动。来自 p 型区域的空穴和来自 n 型区域的电子进入结并像普通二极管一样重新组合以使电流流动。当这种情况发生时，能量被释放，其中一些以光子的形式出现。

发现大部分光是从靠近 P 型区域的结区域产生的。因此，二极管的设计使得该区域尽可能靠近器件的表面，以确保结构中吸收的光量最少。具体的原理可以看下图。

上图显示了发光二极管的工作原理以及该图的分布过程。

• 从上图中，我们可以观察到 N 型硅是红色的，包括由黑色圆圈表示的电子。
• P 型硅是蓝色的，它包含空穴，它们由白色圆圈表示。
• pn结上的电源使二极管正向偏置并将电子从n型推向p型。向相反方向推动空穴。
• 结处的电子和空穴结合在一起。
• 随着电子和空穴的重新结合，光子被释放出来。

五、发光二极管怎么发出不同颜色的光？

发光二极管由特殊半导体化合物制成，例如砷化镓 (GaAs)、磷化镓 (GaP)、砷化镓磷化物 (GaAsP)、碳化硅 (SiC) 或氮化镓铟 (GaInN) 都以不同的比例混合在一起，以产生不同波长的颜色。

不同的 LED 化合物在可见光谱的特定区域发光，因此产生不同的强度水平。所用半导体材料的准确选择将决定光子发射的总波长，从而决定发射光的颜色。

发光二极管的实际颜色取决于所发射光的波长，而该波长又取决于制造过程中用于形成 PN 结的实际半导体化合物。

因此，LED 发出的光的颜色不是由 LED 塑料体的颜色决定的，尽管这些塑料体略微着色以增强光输出并在其未被电源照亮时指示其颜色。

六、发光二极管材料

为了产生可以看见的光，必须优化PN结并且必须选择正确的材料。常用的半导体材料包括硅和锗，都是一些简单的元素，但这些材料制成的PN结不会发光。相反，包括砷化镓、磷化镓和磷化铟在内的化合物半导体是化合物半导体，由这些材料制成的结确实会发光。

纯砷化镓在光谱的红外部分释放能量，为了将光发射带入光谱的可见红色端，将铝添加到半导体中以产生砷化铝镓 (AlGaAs)，也可以添加磷以发出红光。对于其他颜色，则使用其他材料。例如，磷化镓发出绿光，而铝铟镓磷化物则用于发出黄光和橙光，大多数发光二极管基于镓半导体。

不同发光二极管的材料

• 砷化镓 (GaAs) – 红外线
• 砷化镓磷化物 (GaAsP) – 红色至红外线，橙色
• 砷化铝镓磷化物 (AlGaAsP) – 高亮度红色、橙红色、橙色和黄色
• 磷化镓 (GaP) – 红色、黄色和绿色
• 磷化铝镓 (AlGaP) – 绿色
• 氮化镓 (GaN) – 绿色、翠绿色
• 氮化镓铟 (GaInN) – 近紫外线、蓝绿色和蓝色
• 碳化硅 (SiC) – 蓝色作为基材
• 硒化锌 (ZnSe) – 蓝色
• 氮化铝镓 (AlGaN) – 紫外线

更加具体的大家可以看下面这个图，下图涵盖了发光二极管的材料，发光二极管颜色，发光二极管工作电压、发光二极管波长。

七、发光二极管VI特性

目前有不同类型的发光二极管可供选择，并且拥有不同的LED 特性，包括颜色光或波长辐射、光强度。LED的重要特性是颜色。在开始使用 LED 时，只有红色。随着半导体工艺的帮助，LED的使用量增加，对LED新金属的研究，形成了不同的颜色。

八、发光二极管的应用

LED 有很多应用，下面将解释其中的一些。

• LED在家庭和工业中用作灯泡
• 发光二极管用于摩托车和汽车
• 这些在手机中用于显示消息
• 在红绿灯信号灯处使用 LED

1、发光二极管串联电阻电路

串联电阻值R S可以通过简单地使用欧姆定律计算得出，通过知道 LED 所需的正向电流I F、组合两端的电源电压V S和 LED 的预期正向电压降V F在所需的电流水平，限流电阻计算如下：

2、发光二极管示例

正向压降为 2 伏的琥珀色 LED 将连接到 5.0v 稳定直流电源。使用上述电路计算将正向电流限制在 10mA 以下所需的串联电阻值。如果使用 100Ω 串联电阻而不是先计算，还要计算流过二极管的电流。

1）串联电阻需要在 10mA 。

2）用100Ω串联电阻。

上面的第一个计算表明，要将流过 LED 的电流精确地限制在 10mA，我们需要一个300Ω的电阻器。在E12系列电阻中没有300Ω电阻，因此我们需要选择下一个最高值，即330Ω。快速重新计算显示新的正向电流值现在为 9.1mA。

3、发光二极管串联电路

我们可以将 LED 串联在一起，以增加所需的数量或在显示器中使用时增加亮度。与串联电阻一样，串联的 LED 都具有相同的正向电流，IF仅作为一个流过它们。由于所有串联的 LED 都通过相同的电流，因此通常最好是它们都具有相同的颜色或类型。

虽然 LED 串联链中流过相同的电流，但在计算所需的限流电阻R S电阻时，需要考虑它们之间的串联压降。如果我们假设每个 LED 在点亮时都有一个 1.2 伏的电压降，那么这三个 LED 上的电压降将为 3 x 1.2v = 3.6 伏。

如果我们还假设三个 LED 由同一个 5 V逻辑器件点亮或提供大约 10 毫安的正向电流，同上。然后电阻两端的电压降RS及其电阻值将计算为：

同样，在E12（10% 容差）系列电阻器中没有140Ω电阻器，因此我们需要选择下一个最高值，即150Ω。

4、用于偏置的发光二极管电路

大多数 LED 的额定电压为 1 伏至 3 伏，而正向电流额定值为 200 毫安至 100 毫安。

LED 偏压如果向 LED 施加电压（1V 至 3V），则由于施加的电压在工作范围内的电流流动，因此它可以正常工作。类似地，如果施加到 LED 的电压高于工作电压，则发光二极管内的耗尽区将由于高电流而击穿。这种意想不到的高电流会损坏设备。

这可以通过将电阻与电压源和 LED 串联来避免。LED 的安全额定电压范围为 1V 至 3 V，而安全额定电流范围为 200 mA 至 100 mA。

这里，设置在电压源和 LED 之间的电阻器称为限流电阻器，因为该电阻器限制电流的流动，否则 LED 可能会损坏它。所以这个电阻在保护LED方面起着关键作用。

流过 LED 的电流可以写成：

IF = Vs – VD/Rs

'IF' 是正向电流

“Vs”是电压源

“VD”是发光二极管两端的电压降

“Rs”是限流电阻

电压量下降以破坏耗尽区的势垒。LED 电压降范围为 2V 至 3V，而 Si 或 Ge 二极管为 0.3，否则为 0.7 V。

因此，与Si或Ge二极管相比，LED可以通过使用高电压来操作。

发光二极管比硅或锗二极管消耗更多的能量来工作。

5、发光二级管驱动电路

TTL 和 CMOS 逻辑门的输出级都可以提供和吸收有用的电流量，因此可用于驱动 LED。普通集成电路 (IC) 在灌入模式配置中具有高达 50mA 的输出驱动电流，但在源极模式配置中具有约 30mA 的内部限制输出电流。

通过上面应该已经很明白了，无论哪种方式，都必须使用串联电阻将 LED 电流限制在安全值。以下是使用反相 IC 驱动发光二极管的一些示例，但对于任何类型的集成电路输出，无论是组合的还是顺序的，其想法都是相同的。

6、IC发光二极管驱动电路

如果多个LED需要同时驱动，例如在大型 LED 阵列中，或者集成电路的负载电流过高，或者只使用分立元件而不是IC。那么另一种驱动方式下面给出了使用双极 NPN 或 PNP 晶体管作为开关的 LED。和以前一样，需要一个串联电阻R S来限制 LED 电流。

7、晶体管驱动电路

发光二极管的亮度不能通过简单地改变流过它的电流来控制。允许更多电流流过 LED 会使其发光更亮，但也会导致其散发更多热量。LED 旨在产生一定数量的光，工作在大约 10 至 20mA 的特定正向电流下。

在节电很重要的情况下，可以使用更少的电流。但是，将电流降低到 5mA 以下可能会使其光输出变暗，甚至将 LED 完全“关闭”。控制 LED 亮度的更好方法是使用称为“脉冲宽度调制”或 PWM 的控制过程，其中 LED 根据所需的光强度以不同的频率重复“打开”和“关闭”。

7、使用PWM的发光二极管光强度

当需要更高的光输出时，具有相当短占空比（“ON-OFF”比）的脉冲宽度调制电流允许二极管电流，因此在实际脉冲期间输出光强度显着增加，同时仍保持 LED “平均电流水平”和安全范围内的功耗。

这种“开-关”闪烁条件不会影响人眼所见，因为它“填充”了“开”和“关”光脉冲之间的间隙，只要脉冲频率足够高，使其看起来像连续的光输出。因此，频率为 100Hz 或更高的脉冲实际上在眼睛看来比具有相同平均强度的连续光更亮。

8、LED显示屏

除了单色或多色 LED 外，多个发光二极管还可以组合在一个封装内，以生产条形图、条形、阵列和七段显示器等显示器。

7 段 LED 显示屏在正确解码时提供了一种非常方便的方式，以数字、字母甚至字母数字字符的形式显示信息或数字数据，顾名思义，它们由七个单独的 LED（段）组成，在一个单独的展示包中。

为了分别产生所需的从0到9和A到F的数字或字符，需要在显示屏上点亮 LED 段的正确组合。标准的七段 LED 显示屏通常有八个输入连接，每个 LED 段一个，一个用作所有内部段的公共端子或连接。

• 共阴极显示器 (CCD) – 在共阴极显示器中，LED 的所有阴极连接都连接在一起，并且通过应用高逻辑“1”信号照亮各个段。
• 共阳极显示器 (CAD) – 在共阳极显示器中，LED 的所有阳极连接都连接在一起，并且通过将端子连接到低逻辑“0”信号来照亮各个段。

9、典型的七段 LED 显示屏

10、发光二极管光耦合器

最后，发光二极管的另一个有用应用是光耦合。也称为光耦合器或光隔离器，是由发光二极管与光电二极管、光电晶体管或光电三端双向可控硅开关组成的单个电子设备，可在输入之间提供光信号路径连接和输出连接，同时保持两个电路之间的电气隔离。

光隔离器由一个不透光的塑料体组成，在输入（光电二极管）和输出（光电晶体管）电路之间具有高达 5000 伏的典型击穿电压。当需要来自低电压电路（例如电池供电电路、计算机或微控制器）的信号来操作或控制另一个在潜在危险电源电压下操作的外部电路时，这种电气隔离特别有用。

光隔离器中使用的两个组件，一个光发射器，如发射红外线的砷化镓 LED 和一个光接收器，如光电晶体管，光耦合紧密，并使用光在其输入之间发送信号和/或信息和输出。这允许信息在没有电气连接或公共接地电位的电路之间传输。

光隔离器是数字或开关器件，因此它们传输“开-关”控制信号或数字数据。模拟信号可以通过频率或脉宽调制来传输。

九、LED的优缺点

发光二极管的优点包括以下几点。

• LED的成本更低，而且很小。
• 通过使用 LED 的电力进行控制。
• LED 的强度在微控制器的帮助下有所不同。
• 长寿命
• 高效节能
• 无预热期
• 崎岖
• 不受低温影响
• 定向
• 显色性非常好
• 环保
• 可控

发光二极管的缺点包括以下几点。

• 价钱
• 温度敏感性
• 温度依赖性
• 光质
• 电极性
• 电压灵敏度
• 效率下降
• 对昆虫的影响

以上就是关于发光二极管的一些基础知识及工作原理，大家有什么疑问，欢迎在评论区留言。

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三、正向导通和反向导通是什么意思？

它们的区别很简单，正偏电压达到导通电压后二极管可以正常工作，只要流过二极管的电流不超过正向平均电流二极管就不会被烧坏；而加反向电压达到的反向击穿电压时二极管反向击穿导通，此时的电流会急剧增大烧毁二极管。

四、深入探究发光二极管的反向导通原理及应用

在电子电路中，发光二极管是一种广泛应用的半导体器件。它不仅可以发出光亮，还能够反向导通，这种特性在电路设计中有着重要的作用。本文将深入探讨发光二极管的反向导通原理及其在实际应用中的应用。

发光二极管的基本工作原理

发光二极管是一种PN结构的半导体器件。当正向偏压加在PN结上时，少数载流子会从N区注入到P区，并在P区复合发光。这就是发光二极管发光的基本原理。

然而，当反向偏压加在PN结上时，器件也会出现一种特殊的现象 —— 反向导通。这意味着在一定的反向电压下，发光二极管也能够导通电流并发光。这种特性在电路设计中有着广泛的应用。

发光二极管反向导通的原理

发光二极管在反向偏压下能够导通电流的原因在于：

• PN结的结构会产生一个耗尽层，这个耗尽层具有很高的电阻。
• 当反向电压足够高时，就会产生雪崩击穿现象，导致大量载流子被激发，从而使得发光二极管能够导通电流。
• 这种雪崩击穿现象会使得发光二极管在反向偏压下也能发光，只是亮度会比正向偏压下要弱一些。

因此，发光二极管的反向导通特性主要是由PN结的耗尽层结构和雪崩击穿效应所决定的。

发光二极管反向导通的应用

发光二极管的反向导通特性在电路设计中有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：

• 电压检测电路：利用发光二极管的反向导通特性可以检测电路中的电压状态，比如检测电池电量、监测电源电压等。
• 保护电路：在电路中串联一个发光二极管可以起到保护作用，当电路出现反向电压时，发光二极管会反向导通从而保护其他敏感元件。
• 指示电路：发光二极管的反向导通特性可以用来指示电路的工作状态，比如指示电路的通断情况、故障情况等。
• 光耦合电路：发光二极管的反向导通特性可以用来实现光耦合,在电路隔离的同时实现信号传输。

总之，发光二极管的反向导通特性为电路设计提供了很多有趣的应用方向。通过深入理解这一特性,电子工程师们能够设计出更加智能、可靠的电子产品。

感谢您阅读这篇文章。通过了解发光二极管的反向导通原理及其应用,相信您对电子电路设计有了更深入的认识。如果您还有任何其他问题,欢迎随时与我们交流探讨。

五、pn节正向导通？

pn结的正偏指p端的电势相对n端的要高。比如2V对1V ，1V对0V，0V对－1V等正向导通是指在正偏的情况下两端电压（电势差）达到或超过pn结的导通电压，形成电流通路，也就是你说的硅管正向导通电压0.7V，而锗管的是0.3V左右。

相对于正向到通，pn结还有会反向的导通，就是两断在反偏情况下反偏电压达到或超过一定值时pn结会因击穿而导通。三极管饱和条件是发射结集电结都正偏，正偏是发射极和集电结都相对基极说的。

以npn管为例，Ube = 0.7V,Uce=0.4V,假如e接地，则B=0.7V,C=0.4V,可见发射结集电结都正偏了。

当基极电流达到了一值后使流过发射结和集电结的电流不能再增大，就是饱和。一般集电结是通过串联一电阻连接电源的，电源一定，电流增大，电阻分压就大，而集电结上的电压就下降，所以会相对基极正偏。

六、三极管的正向导通和反向导通？

三极管的正向导通是在工作中才导通，反向导通则是三极管击穿的表现，极有可能烧毁。

七、二极管的正向导通和反向导通意思？

二极管正向叫导通，反向就是截止了。一般正极加直流电压正端，负极加直流电压负端二极管就正向导通了。导通电压硅管是0.7伏特，锗管是0.3伏特吧。直流电压反接状态二极管就截止了。如果反接电压超过了二极管的耐压值就反向击穿了，这样二极管就失去了单向导电的特性了。

有些特殊的二极管就是工作反向击穿状态，比如稳压二极管。

八、二极管正向导通电压

二极管正向导通电压

二极管正向导通电压是二极管的重要参数之一，它是指二极管导通后，其正极性电压与负极性电压之间的差值。在二极管的正向导通状态下，其电流会随着电压的增加而增加，直到达到二极管的额定电流为止。

二极管正向导通电压对于电路的设计和性能影响很大。在电路中，二极管的作用是进行电流的单向传递，防止电流的循环和短路。因此，选择合适的正向导通电压可以确保二极管能够正常工作，并且不会对电路的其他部分产生过多的负担和损耗。

不同类型二极管的导通电压

不同类型的二极管正向导通电压也不同，通常硅二极管的正向导通电压在0.6-1.5V之间，锗二极管的正向导通电压在0.1-0.3V之间。随着技术的发展，新型的肖特基二极管、快恢复二极管等，正向导通电压也得到了进一步的降低，大大提高了电路的效率和性能。

另外，对于一些超低电压的电路系统，由于工作电压非常低，因此对二极管的性能要求也非常高。这时候，可以选择具有超低正向导通电压的肖特基二极管或者其他类型的特殊二极管，以满足电路系统的要求。

如何测量二极管的导通电压

测量二极管的导通电压可以通过数字万用表进行。将万用表打到二极管档位，两表笔夹住二极管的两个电极，观察万用表的读数。如果读数为零或者接近零，则说明该二极管处于导通状态，即可计算出其正向导通电压。

九、什么叫PN结、正向导通、正偏电压、反偏电压？有没有遇到8V以上的电压便会导通的开关二极管？

PN结是P型半导体和N型半导体制作在一块半导体材料上时在其交界面形成的的一个区域。

当P区接正电压、N区接负电压并达到一定值时，电流可从P区流向N区，这就是正向导通。这样接法就是正偏，PN结正向导通电压小于1V。

十、二极管正向导通阈值电压怎么求？

没法求，用万用表电流表测量就好了，找一个可调电源，把电压调到0伏二极管跟电流表串连，慢慢调高电压，电流表电流明显增大时，此时要用表测得的就是它的阀值电压，为了保险可以串联一个大功率电阻