发光二极管发光时的电压

一、发光二极管发光时的电压

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        <title>恒流驱动</title>
    </head>
    <body>
        <p>恒流驱动电路图如下：</p>
        <img src="e.com/images/circuit.png">
        <p>其中R1为限流电阻，R2为反馈电阻，U1为比较器，U2为运放，D1为发光二极管。</p>
    </body>
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恒压驱动

恒压驱动是指通过控制发光二极管两端的电压来控制其发光亮度。恒压驱动具有简单、易于实现等优点，适用于一些简单的应用场合。恒压驱动电路的原理如下：

html

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    &lt;head&gt;
        &lt;title&gt;恒压驱动&lt;/title&gt;
    &lt;/head&gt;
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        &lt;p&gt;恒压驱动电路图如下：&lt;/p&gt;
        &lt;img src=”e.com/images/circuit.png”&gt;
        &lt;p&gt;其中R1为限流电阻，U1为电压源，D1为发光二极管。&lt;/p&gt;
    &lt;/body&gt;
&lt;/html&gt;

结论

发光二极管是一种重要的光电元件，其电压特性是了解和选择发光二极管的关键。在使用发光二极管时，需要考虑到其电压特性、发光波长、亮度、色温等因素，以及选择合适的驱动方式，以确保其正常工作。

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。

发光二极管实物图

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。

发光二极管符号

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。

发光二极管正负极性判断图

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。

发光二极管工作原理图

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。

发光二级管原理图

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。

发光二极管颜色材料对应图

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。

发光二极管VI特性图

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：

LED串联电阻电路

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 。

发光二极管串联电阻公式

2）用100Ω串联电阻。

发光二极管串联电流公式

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。

发光二极管串联电路图

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：

发光二极管串联公式

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。

用于偏置的发光二极管电路图

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

IC驱动LED电路图

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

晶体管LED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

PWM的LED光强度图

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

典型七段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。

光电二极管和光电晶体管光耦合器

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。

三、初二电阻变大时电流变大还是变小电压变大还是变小？

一般情况下，电阻变大，则流过该电阻的电流变小，两端电压升高。电阻变小，则流过该电阻的电流变大，两端电压降低。与之并联的电阻的电压和电流的变化与之相反，与之串联的电阻的电压和电流的变化与之相同。

四、电阻变大电压的反应与影响

电阻变大电压的原理

电阻是电流通过时所遇到的阻碍，它的大小决定了电流的流过程中所消耗的能量量及电压的大小。当电阻变大时，电流会受到一定的限制，从而导致电压的变化。

根据欧姆定律，电流（I）与电阻（R）和电压（U）之间存在关系：U = I * R。这表示电压与电流和电阻成正比。当电阻发生变化时，如果电流保持不变，那么电压会相应地改变。

电阻变大的影响

电阻发生变大会对电路产生一系列的影响。

1. 导致电流减小：根据欧姆定律，当电阻增大时，若电压保持不变，则电流会相应减小。
2. 引起电压降：电阻增大会导致电路中的电压降增加，即电源供应的电压在电阻上消耗的能量增加。
3. 影响电路效率：电阻变大会造成电路自身消耗的电能增加，从而降低电路的效率。
4. 影响元器件工作：电阻变大可能导致其他元器件在电路中受到影响，例如传感器的灵敏度降低等。

电阻变大的原因

电阻变大可能由多种原因引起，以下是一些常见的原因：

1. 长时间使用导致老化：长期使用的电阻可能会受到外界环境的影响，导致电阻值增大。
2. 温度变化：温度对电阻的影响是普遍存在的，当温度变化时，电阻值也会相应变化。
3. 湿度变化：一些电阻器对湿度较为敏感，当湿度变化时，电阻值也会有所变化。
4. 材料老化：某些电阻的导体材料随着时间的推移可能会发生老化，导致电阻变大。
5. 外界因素干扰：例如灰尘、腐蚀等，这些外界因素可能会使电阻器的表面产生变化，导致电阻值增大。

如何处理电阻变大的问题

要解决电阻变大的问题，可以考虑以下方法：

1. 定期检测电路：定期检测电路中的电阻值，及时发现变化并进行维修或更换。
2. 提高散热效果：针对高温环境，采取散热措施，避免电阻因过热而变大。
3. 使用优质材料：选用高质量的电阻器材料，减少材料老化引起的电阻变化。
4. 注意环境因素：避免灰尘、湿度等环境因素对电路中的电阻器产生不利影响。

总而言之，电阻变大会对电路产生一系列的影响，包括电流减小、电压降增加、电路效率下降等。电阻变大的原因可能由多种因素引起，如长时间使用导致老化、温度和湿度变化等。为了避免电阻变大带来的问题，我们可以定期检测电路、提高散热效果、使用优质材料和注意环境因素。

感谢您阅读本文，希望能对您了解电阻变大电压的原理与解决方法有所帮助。

五、为什么电压变大，滑动变阻器电压也要变大？

因为电压变大了，如果滑动变阻器电压不变的情况下，电流就要增大，容易烧毁电器元件，所以滑动变阻器电压也要变大。

六、串联电路中，滑动变阻器电阻变大时，电压什么时候变大，什么时候变小？电压变大时电流是变小还是不变？

串联电路起到分压作用：滑动变阻器电阻增大时，整个电路电阻增大，总电流减小。

而变阻器分得的电压就会增大；当电阻不变时，电压增大时，则电流就增大。

七、为什么电阻变大后电压变大？

1 电阻变大后电压变大。2 当电阻增大时，根据欧姆定律，电流会减小。而根据电压公式V=IR，电阻增大会导致电压增大。3 当电阻变大时，电流减小，而电压与电流成正比，因此电压也会相应增大。这是因为电阻增大会阻碍电流通过，使得电流在电阻上产生更大的压降。所以，电阻变大后电压也会变大。

八、电阻变大电压是变大还是变小？

具体的变化如下:当电压不变时,电阻变大,则电流变小。当电流不变时,电阻变大,则电压变大。

在串联电路中，用电器两端电压是会变大的。（串联电路得分压原理，用电器电阻越大，分的电压就越大。）

在并联电路中（纯并联电路），用电器两端电压不变。

（并联电路电压处处相等，只不过这条支路电流会变小）。

九、为什么电流变大电压变大？

1.电流变大的情况，电压就会变大，这个根据著名的欧姆定律得出的结论。

2.欧姆定律中U=RXI(其中U代表电压，R代表电阻，而I代表电流。)，所以在电阻不变的情况下，电流越大就需要更大的电压，所以电压也就越大了。

3.我们可以想象一下水的情况，在水流中有个阻挡的石头，如果我们希望水流更大，是不是需要更大的水压，才可以使得水流变大啊。

十、如何把电压变大？

1、电压增大没有微观上的解释，由欧姆定律可以很明确的说明。对于整个闭合回路而言，电压是一定的，当电路中的某一电阻增大时，整个电路的电流减小，那么那些电阻不变的电阻的电压就减小，余下的电压就加载到了电阻增大的电阻上。

2、电阻阻碍电流从微观上来说是由于原子核对电子的束缚。因为电子是导体中电流流过的载体，所以电子定向移动才能产生电流。单位时间内电子移动的数目越多，电流越大。电子要实现定向移动必须要挣脱原子核的束缚，当在导体两端加上电压后，电子在电场中受到定向电场力的作用，当电压越大时，电场力越大，电子越容易逃离原子核的束缚，则单位时间内流动的电子数目越多，电流越大（电流公式：I=Q/t，I是电流，Q是电量，t是一段时间）。

3、单位时间内的电荷量是指一段时间内流过的电量，一段时间通常是指一秒。电量的单位是库仑，一个电子的电量是一定的-1.6*10^（-19）库伦，电子数乘以它就是电荷量。电流的流动就是带电粒子的移动，在这里就是电子的移动。由于电子带负电，所以电流的方向与电子移动的方向相反。如果是正离子，那么电流的方向就与离子移动的方向相同了。