电子设计基础训练 思考3

本系列给出了作者在课程学习中遇到的问题，并给出自己的思考成果以供大家参考。能力有限，如遇文中有错误、不当之处烦请批评指正。更多问题欢迎在评论区交流！

本文少部分内容引用了互联网上的资料，出处不再一一标明。

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一、LED为什么会发光？如何实现不同颜色？

LED，即发光二极管，由一个PN结组成，当给LED加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子在PN结附近分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生的能量以光能形式释放，故LED发光。

不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同，复合时释放出的能量就不同，则发光的波长也不同。因此，要改变LED颜色，具体是通过改变制造LED的材料实现的。

 

表1 制作不同颜色LED需要的基本材料

LED颜色	发光波长 / nm	基本材料
普通红	700	磷化镓
高亮度红	630	磷砷化镓
超高亮红	660	镓铝砷
超高亮红	625~640	镓铟铝磷
普通绿、黄绿	565~572	磷化镓
高亮绿	572	镓铟铝磷
超高亮绿	555~540	氮化镓
普通黄、橙	590~610	磷砷化镓
超高亮黄、橙	590~610	镓铟铝磷
蓝	455~480	氮化镓
紫	400~430	氮化镓
白	460（在蓝色基础上掺黄色荧光粉）	氮化镓
红外	>900	砷化镓

二、LED的引脚如果被剪成一样长，如何判断正负极？

• 用眼睛观察LED内部，较大片支架所连接的引脚是负极，另一引脚为正极。
• 用万用表1K电阻档检测，将两表笔分别与发光二极管的两条引脚相接。如表显示电阻几乎为零，说明此时LED正向导通，此时与黑表笔连接的是正极，与红表笔连接的是负极；如表显示电阻几乎无限大，说明此时LED反向截止，此时与黑表笔连接的是负极，与红表笔连接的是正极。

三、串接的限流电阻多大阻值合适？

有LED的限流电阻阻值公式 R=(E-U_F)/I_F ，其中E为电源电压，U_F为LED的正向导通压降，I_F为LED的正常工作电流。

以某型号的红色LED为例，其正向导通压降为2.2V，正常工作电流为5mA，则在5V电源电压下，该LED的限流电阻阻值应为(5-2.2)/0.005=560Ω。