电压型发光二极管及闪烁发光二极管的原理与应用

🏠 首页 《无线电》杂志 1991年 🔗 第2期 🔗 第39页 李学芝 🔗

随着光电技术与半导体集成工艺的发展。最近国内外相继研制出两种新型发光二极管(LED)。本文分别介绍电压型发光二极管、闪烁发光二极管的原理与应用。

一、电压型发光二极管(BTV)

众所周细,发光二极管属于电流型控制器件,使用时必须加限流电阻才能正常发光,这给设计与安装带来不便。最近国内研制出BTV电压型发光二极管,成功地解决了上述问题。

BTV的外形与普通LED相同,但在其管壳内除发光二极管之外,还用集成工艺制成一个限流电阻,然后与发光二极管串联,引出两个电极,见图1(a)。改变半导体材料中硼杂质的含量,可把限流电阻控制在最佳阻值。使用时只要加上额定电压,即可正常发光。

图1
图1 🔍原图 (241×415)

该系列产品的电压标称值共分6种:5V、9V、12V、15V、18V、24V。发光颜色有红、黄、绿色。图2分别示出额定电压为5V、9V、12V的BTV管的伏安特性曲线。图中V\(_{F}\)、IF分别是正向电压和正向电流,V\(_{R}\)和IR分别为反向电压与反向电流,T\(_{A}\)表示环境温度。

图2
图2 🔍原图 (611×506)

表1列出了典型产品的技术指标。

图3
图3 🔍原图 (1095×677)

BTV管可代替普遍发光二极管作为电源指示灯、电平显示器、闸门指示或越限极警指示。图3示出了四种典型应用电路。(a)图采用直流电源驱动,(b)图用作交流驱动,在交流电的正、负半周,两只BTV管可轮流发光。(c)图、(d)图是分别由TTL电路和CMOS电路来驱动。

图4
图4 🔍原图 (791×684)

使用BTV管时需要注意:

1.正、负极不得接反。

2.必须在额定电压下使用,低于额定值,亮度会降低;超过额定值则可能损坏管子。

3.在线路中应尽量远离发热元器件(例如功放管、变压器)。

二、闪烁发光二极管(BTS)

目前国内外厂家还把CMOS-LED技术应用到发光二极管中研制出闪烁发光二极管BTS。其外形与普通发光二极管相同,但从侧面可看到管芯上还有一条短黑带。这类管子有两种引出方式,一种是长引线为正极(见图4),另一种的短引线为正极。电源电压一般为3~5V(也有的为3~4.5V)。闪烁发光二极管内部增加了一片CMOS集成电路(IC),包括振荡器、分频器和缓冲驱动器,见图5。表2列出了国产BTS典型产品的技术指标,这四种BTS管的长引线为正极,典型工作电压为5V。接通+5V电源后,振荡器即起振,经多级分频后得到1.3~5.2Hz的低频电压信号,再通过缓冲驱动器使LED断续发光。由于制造工艺存在离散性,故表2中只给出闪烁频率范围,不标具体频率值。由于闪烁频率为几赫兹,很容易引起人们的警觉。

图5
图5 🔍原图 (407×347)
图6
图6 🔍原图 (808×213)
图7
图7 🔍原图 (1254×547)

闪烁发光二极管的接线简单,使用非常方便,可广泛用作光报警电路,例如构成温度、压力、液位的越限报警器,还可制作节日彩灯、电子胸花。若配上按钮开关,还可制成多路病床呼唤器、换向指示器等。图6是用CMOS电路驱动BTS管的电路。(李学芝)

图8
图8 🔍原图 (365×327)