红、黄、绿、蓝LED的正常工作电压及电流

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，在拦纠词遣捎贸な 倜凸庑У?40 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（λp=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 200-500nm。 LED 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。
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
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
红、黄、绿、蓝 LED 的正常工作电压及电流
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
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
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（λp＝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
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 LED。 1． 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——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
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φ2mm、 φ4.4mm、 φ5mm、 φ8mm、 φ10mm 及φ20mm 等。国外通常把φ3mm 的发光二极管记作 T-1；把φ 5mm 的记作 T-1（3/4） ；把φ4.4mm 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ห้องสมุดไป่ตู้，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