BCM硬件设计的平台化和半导体化(上)

　　2.1.2 阻性负载LED

　　LED即发光二极管(light emitting diode)，是一种可以将电能转化为光能的具有二极管特性的半导体光源。LED基本结构为一块电致发光的PN结，封装在环氧树脂中，通过针脚作为正负电极并起到支撑作用，有表贴和插件两种封装。发光二极管的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。当在电极上加上正向偏压之后，使电子和空穴分别注入P区和N区，当非平衡少数载流子与多数载流子复合时，就会以辐射光子的形式将多余的能量转化为光能。其发光过程包括三个部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。图3所示是典型的LED结构图。

　　LED发光颜色由材料决定，材料不一样导致了不同的颜色。发光管发出白色是几种颜色的混合，不能直接发出白光。理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即：λ≈1240/Eg(mm) 式中Eg的单位为电子伏特(eV)。若能产生可见光(波长在380nm紫光～780nm红光)，半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用较少。LED的一个重要参数是正向导通电压VF，这个值一般是定义在正向导通电流在20mA下。不同颜色LED的正向导通电压不一样，如图4所示。表2总结了各种颜色LED的波长、正向电压、材料和发光颜色间的关系。可以看出，波长越小，正向电压越大。