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LED 与 LCD 根本学问 第 第 1 页 共 8 页 第一篇 LED 根本学问 在计算机或电视机中主要承受屏幕显示，但在各种数字仪表及各种家用电器中，一般承受显示器件进展显示。这里讲的显示器件是指数字显示器件，可以显示一般的数字、符号和简洁的图形。 LED 数码管是目前最常用的一种数显器件。我们知道，发光二极管〔英文缩写为 LED〕 是由半导体材料制成的、能将电信号转换成光信号的结型电致发光器件。假设把发光二极管 制成条状，再依据肯定方式连接，组成数字“8”，就构成 LED 数码管，简称LED。使用时按规定使某些笔段上的发光二极管发光，即可组成0 ~ 9 的一系列数字。 一、构造与显示原理 LED 数码管分共阳极与共阴极两种，a ~g 代表 7 个笔段的驱动端，亦称笔段电极。对于共阴极 LED 数码管，如以下图所示，将七只发光二极管的阴极〔负极〕短接后作为公共阴极。其工作特点是，当笔段电极接高电平，公共阴极接低电寻常，相应笔段可以发光。共阳极 LED 数码管则与之相反，它是将发光二极管的阳极〔正极〕短接后作为公共阳极。当驱动信号为低电平，公共阳极接高电寻常，才能发光。 LED 的输出光谱打算其发光颜色以及光辐射强度，也反映出半导体材料的特性。常见管芯材料有磷化镓〔GaP〕、砷化镓〔GaAs〕、磷砷化镓〔GaAsP〕、氮化镓〔GaN〕等。其中氮化镓可发蓝光。发光颜色不仅与管芯材料有关，还与所掺杂质有关，因此用同一种管芯 材料可以制成发出红、橙、黄、绿等不同颜色的数码管。各种颜色LED 数码管的光谱曲线都比较相像，仅发光峰值λ p 值不同〔磷砷化镓黄色数码管的λ p=585nm, 1nm=10-9m〕。LED数码管的产品中, 以发红光、绿光的居多，这两种颜色也比较醒目。 LED 数码管等效于多只具有发光性能的PN 结。当 PN 结导通时，依靠少数载流子的注入及随后的复合而辐射法光。其伏安特性与一般二极管相像。在正向导通之前，正向电流近似于零，笔段不发光。当电压超过开启电压时，电流就急剧上升，笔段发光。因此，LED 数 码管属于电流掌握型器件，其发光亮度 L〔单位是 cd/m2〕与正向电流 I 有关， 用公式表示： F L=KI F 即亮度与正向电流成正比。LED 的正向电压U 则与正向电流以及管芯材料有关。使用 LED 数 F 码管时，工作电流一般选 10mA 左右/段，既保证亮度适中，又不会损坏器件。 二、分类 目前国内外生产的LED 数码管不仅种类繁多，型号各异，大致有以下几种分类方式： 1、按外形尺寸分类 目前我国尚未制定LED 数码管的统一标准，型号一般由生产厂家自定，小型 LED 数码管一般承受双列直插式，大型LED 数码管承受印刷板插入式。 2、依据显示位数划分 依据器件所显示位数的多少，可划分成一位、双位、多位 LED 显示器，一位LED 显示器就是通常说的LED 数码管，两位以上的一般称作显示器。 双位 LED 数码管是将两只数码管封装成一体，其特点是构造紧凑、本钱较低〔与两只一位数码管相比〕。国外典型产品有 LC5012-11S〔红双、共阴〕。 为简化外部引线数量和降低显示器功耗，多位LED 显示器一般承受动态扫描显示方式。其特点是将各位同一笔段的电极短接后作为一个引出端，并且各位数码管按肯定挨次轮番发 光显示，只要位扫描频率足够高，就观看不到闪耀现象。 3、依据显示亮度划分 有一般亮度和高亮度之分。一般 LED 数码管的发光强度I ≧0.3mcd, 而高亮度LED 数码 V 管的 I ≧5mcd，提高将近一个数量级，并且后者在大约 1mA 的工作电流下即可发光。高亮度 V LED 数码管典型产品有 2ED102 等。 4、按字形构造划分 有数码管、符号管两种。常见“+”符号管可显示正〔+〕、负〔-〕极性，“±1”符号管能显示+1 或-1。其中以“米”字管的功能最全，除显示运算符号+、-、×、÷之外，还可显示 A～Z 共 26 个英文字母，常用作单位符号显示。 此外，还可按共阳或共阴、发光颜色来分类。 三、性能特点 LED 数码管的主要特点如下： 、能在低电压、小电流条件下驱动发光，能与CMOS、TTL 电路兼容。 、发光响应时间极短〔<0.1μs〕，高频特性好，单色性好，亮度高。 、体积小，zhon 重量轻，抗冲击性好。 、寿命长，使用寿命在 10 万小时以上，甚至可达 100 万小时，本钱低。因此它被广泛用作数字仪器仪表、数控装置、计算机的数显器件。 四、性能简易检测 LED 数码管外观要求颜色均匀，无局部变色及无气泡等，在业余条件下可用干电池为例进一步检查。现以共阴数码管为例介绍检查方法。 将 3 伏干电池负极引出线固定接触在LED 数码管的公共负极端上，电池正极引出线依次移动