发光二极管LED发光原理及简单应用

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 发光二极管简称LED，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。 当在LED发光二极管PN结上加正向电压时， P区的空穴注入到N区，N区的电子注入到P区，这空穴与电子相复合时产生的能量大部分以光的形式出现，因此而发光，并且根据释放能量的不同能发出不同波长的光，在电路或仪器中可用作指示灯，也可以组成文字或显示器件。

 

发光二极管按封装（这里可以暂理解为外形）可分为直插式和贴片式的两种，按发光颜色可分为红色、蓝色、绿色等，如图１所,上面为帖片发光二极管，下边为直插式的发光二极管。

 

 

 

 

图１　发光二极管

 

    LED工作时，应该串接一个限流电阻，该电阻的阻值大小应根据不同的使用电压和LED所需工作电流来选择。LED发光二极管的压降一般为1.5~3.0 V（红色和黄色一般为2V。其它颜色一般为3V），其工作电流一般取10~20 mA为宜。其限流电阻的计算公式为R=(U-UL)/I，U为电源电压，UL为发光二极管正常发光时端电压，I为发光二极管的电流。

 

以上是发光二极管的基础知识，但这里只说了一些重要的性质和参数，实际在做电路时还要考虑到其它的因素，如各种种样的封装尺寸以及价格等，下面说一下如何通过编程让实验板上的一个发光二极管发光。

 

学过电子技术的人应该知道，要让一个发光二极管发光我们可能采用如下电路实现，如图2，这里只要限流电阻选择恰当，就可以让发光二极管发光。

 

 

图2 全硬件电路实现发光二极管发光

 

下面我们把电路稍作变化，如图3，把图2中接地的一端直接接到单片机的P1口的第1个引脚上，大家想想现在怎么才能让发光二极管发光呢？可能大家马上会说出，让单片机第1脚输出低电压，而单片机的引脚可以输出0和1两种电平，0代表低电平也就是低电压，1代表高电平也就高电压这个我们在前面的课程中讲过，也就是说我们现在只要能通过程序让每1脚输出0就可以了。

 

 

图3 单片机实现发光二极管发光的原理图

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