LED仍然流行和完善后的这些年：第2部分
什么是LED？
發光二極管 (LED)是散发光子，当正向加偏压的p-n连接点半导体二极管。 这个轻放射的作用称射入电镀发光物品，并且它发生，当少数载体再结合与载体相反输入二极管的带隙。 因为带隙能量随这个半导体，变化散发的光的波长变化主要由于半导体材料选择用于的。 不是所有的被注射的少数载体在甚而一完善的晶体再结合以辐射方式; 发生在瑕疵和脱臼的非辐射的再结合在这个半导体在有用的放射可能提升变化繁多在表面上相同二极管。 这实践上意味着制造批LED为强度匹配被排序并且被分级。
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| 图3 典型的GaP LED晶粒 | 图4 典型的LED和切掉的显示的建筑 |
LED被处理以晶圓形式相似与硅集成电路，并且被打开入晶粒。 芯片大小为在范围0.18平方毫米可看见的信号LED通常秋天到0.36平方毫米(图3)。 红外 (IR)LED可以是更大处理峰值功率，并且LED为照明再是更大。
最简单的被包装的LED产品是灯或者显示。 LED指示灯的基本的结构包括晶粒、主角框架，实际上安置晶粒和围拢并且保护晶粒的封闭环氧树脂，并且分散光(图4)。 晶粒在结合与导电性环氧树脂入一个凹进处主角框架一半，称铁砧由于它的形状。 凹进处在铁砧被塑造今后投掷光辐射。 晶粒的顶面联络是与另一个主角框架火车站被结合的导线，岗位。
LED灯的机械建筑确定光分散作用或辐射模式。 狭窄辐射模式(图5)将看上去非常明亮，当被观看的在轴，而是这个视角不会是非常宽的。 同一LED晶粒可能登上给一个更宽的视角，但是将减少在轴强度。 这权衡在所有LED指示灯是固有的，并且可以容易地俯视。 高亮度LED与15°对30°视角是一个好选择为信息面板直接地在操作员前面，但是一块宽方向标或汽车仪表板也许一样宽要求角度象120°。
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| 图5 狭窄的LED指示灯辐射模式 | 图6 7段显示器, 14段显示器, 16段显示器和5x7矩阵显示器 |
尽管几乎总是有第8段为小数点，熟悉的7段显示器数字实际上遭受错误的名称。 较不熟悉的字母数字的LED显示屏同样地指14段显示器和16段显示器，再忽略小数点。 字母数字的LED显示屏提供显示这个罗马字母的充分的26个字符一个经济方式，在大写，并且数字0-9。 在14段显示器和16段显示器之间的区别是这个顶面和底杆被分裂，改进出现有些字符(图6)。
5x7矩阵显示器是更加多才多艺的，能显示罗马字母在两个-大小写并且宽标志。 区别进入LED显示屏质量被显示出(图7)，字符显示器使用格言MAX6952/3 LED显示屏5x7矩阵显示器与字符显示器使用比较相同格言MAX6954/5 LED显示屏。 5x7矩阵显示器为CJK (中国日本韩国)字符是不充分的，并且12x12字体粒度经常被援引作为一个极小的分辨率。
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| 图7 比较5x7矩阵显示器和字母数字的LED显示屏 | |
最数字和最字母数字的LED显示屏实际上是杂种，登上多个LED芯片在包裹。 一些非常小LED显示屏是整体的。 不管怎样，每段形状定义的由在LED晶粒附近和光导管登上的反射器，不是由晶粒。 小LED显示屏使用每LED显示屏段一晶粒，而大LED显示屏也许有效地使用每段2或更多晶粒到传播光和演出相当一致的强度横跨段。
在制造过程，芯片在主角框架登上或与互联模式被结合的印刷电路板和导线。 晶粒是登上的使用导电性浆糊，因为晶粒基体形成二二极管连接(图8)之一。 互联模式一起通常连接阳极或负极LED芯片连接减少针的数量要求为这个数字。 结果， LED显示屏指共阳极或共阴极类型，并且集成电路将指定一个类型或其他(图9)。
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| 图8 登上LED晶粒形成数字段 | 图9 共阳极和共阴极LED显示屏 |
建筑主角框架方法是相似的于用于集成电路制造业的那。 框架通常是被铭刻的银被镀的钢，提供好热量传导和光反射。 形成光导管为每段的反射器渠道是在建筑期间被填装的环氧树脂，并且环氧树脂提供机械力量和环境保护给LED显示屏。
一个更加便宜的建筑方法使用一个印刷电路板类型基体而不是主角框架。 LED显示屏构筑这样经常指“棍子”类型，因为这个方法是常用的构筑多数字LED显示屏，例如四位数字的时钟LEDs。 棍子建筑允许LED显示屏构筑，不用环氧树脂积土，从污染物保存费用，但是叶子LED显示屏易受影响退化。
LED电子和光学特征
LED电子行为是相似的于其他半导体二极管。 正向电压更高，并且为为不同的颜色用于的不同的材料是不同的(图10)。 正向电压上升与电流，并且下跌与大约温度由2mV/°C。 并且，象所有半导体，必须减税LED在更高的操作温度。
LED的光学行为随温度变化意味深长地。 首先，当结温上升， LED灯光散发的相当数量下跌。 这是由于在不做对光发射的贡献孔和电子的再结合的增量。 并且，这个散发的波长也改变与温度，主要由于改变与温度的半导体能域。
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| 图10 LED正向电压随颜色和电流变化 | 图11 LED光辐射对电流 |
驾驶LED ：静态操纵和复合操纵
容易的方法对操纵多LED，例如LED显示屏数字段，分别地是对操纵每LED，其中每一与电阻器或设置向前电流的当前来源。 因为LED电流是连续的，这个技术称静态操纵。 静态操纵是有用的，当相对地驾驶时少量LED，当易察觉的极限是大约二7段显示器。 高效率LED可以被驾驶到高亮度与2mA，是可得到从多数微型控制器输出端口。
当将驾驶时很多段，静态操纵要求操纵产品的一个浪费的数字， 1每LED。 多元化，或者脉冲操纵由选通每次减少操纵连接仅很小数量的段(典型地一个完全数字)。 选通完成以高足够的重复率眼睛察觉连续的照明。 然而，必须驾驶LED在更高的电流补尝减少的占空比。
脉冲操纵的好处是人眼表现作为部份一个集成和部分地高峰读数光度计。 结果，眼睛察觉迅速地搏动的光在这个峰顶和平均明度之间。 这意味着低占空比高强度光脉冲比一个直流电信号看起来明亮相等与这个脉冲信号的平均。 所以多路传输操作的一好处是在LED显示屏强度的改善为一特定平均耗电量。
LED的效率典型地上升与向前电流，假定恒定的结温。 然而这总是不是实际情形，并且LED应该认真地检查数据板料(和比较)，当选择最宜的峰值电流时(图11)。 然而，倍增可能经常提供1.5倍光辐射从这个周期的平均驱动电流，与等效直流电水平比较。
当LED驱动电流为多元化增加，内部温度在芯片之内也增加。 有点，温度增量的作用是这样下落在光子转换效率，由于更高的温度，通过这个连接点否定增加的电流密度的作用。 这时增长的驱动电流可能导致一点，没有在光输出上的变化，甚至减退从LED芯片。
标准连接为多元化的LED显示屏为每数字共阴极连接使用一个分开的针，而阳极段连接横跨所有数字共有(图12)。 连接的数量要求在数字之内可以被计算作为是1为每个数字，加上1用于每段。 一更加针高效率的计划依靠在多路传输操作期间的事实，只有一数字操纵产品实际上是在使用中。 通过做LED显示屏针供选择义务在驾驶数字和段之间， N LED显示屏针可以使用对操纵N数字其中每一个与N-1段。 这个技术只用于格言MAX6951 LED驱动器对操纵8数字数字与9个针(图13)。
图12 标准连接为多元化
图13 减少针计数多元化- MAX6951连接
