LED 正在迅速取代白炽灯 在他们的地位似乎不可动摇的几乎所有领域。半导体元件的竞争优势令人信服：成本低、使用寿命长，最重要的是效率更高。虽然灯的效率不超过 5%，但一些 LED 制造商宣称将至少 60% 的电力转换为光。这些说法的真实性仍然在营销人员的良心上，但半导体元件的消费属性的迅速发展不容置疑。
内容
什么是 LED 及其工作原理
发光二极管（LED）是一种普通的 半导体二极管由水晶制成：
- 砷化镓、磷化铟或硒化锌 - 用于光学范围发射器；
- 氮化镓 - 用于紫外范围设备；
- 硫化铅 - 用于在红外范围内辐射的元素。
选择这些材料是因为由它们制成的二极管的 p-n 结在施加直流电压时会发光。传统的硅或锗二极管表现出非常少的发光。
LED 发射与半导体元件的加热程度无关，它是由电荷载流子（电子和空穴）复合过程中电子从一个能级跃迁到另一个能级引起的。产生的光是单色的。
这种辐射的特点是光谱非常窄，很难用滤光片分离出所需的颜色。而采用这种制造原理的一些发光颜色（白色、蓝色）是无法实现的。因此，目前广泛使用的技术是 LED 的外表面覆盖有磷光体，其发光是由 p-n 结的发射（可以是可见的或在 UV 范围内）引发的。
LED的设计
LED 最初的设计方式与传统二极管相同——一个 p-n 结和两个引线。只有一个由透明化合物或金属制成的带有透明窗口的物体才能观察到发光。但他们学会了如何在设备外壳中构建额外的元素。例如， 电阻器 - 打开 LED 在所需电压（12 V、220 V）的电路中，无需外部捆绑。或带有分隔器的发生器，以创建闪烁的发光元件。此外，主体涂有磷光体，当 p-n 结被点燃时会发光——因此它能够扩展 LED 的功能。
转向无铅无线电元件的趋势并没有离开 LED。 SMD器件凭借生产技术的优势，在照明技术领域迅速获得市场份额。这些元素没有线索。 P-n 结安装在陶瓷底座上，填充化合物并涂有荧光粉。通过接触垫提供电压。
目前，照明设备开始配备采用COB技术制造的LED。它的本质是在一块板上安装了几个（从 2-3 到数百个）连接成矩阵的 p-n 结。最重要的是放置在单个外壳中（或形成 SMD 模块）并覆盖有荧光粉。这项技术前景广阔，但不太可能完全取代其他版本的 LED。
存在哪些类型的 LED 以及它们的使用位置
光学范围 LED 用作指示元件和照明设备。每个专业都有不同的要求。
LED 指示灯
LED 指示灯的任务是指示设备的状态（电源、警报、传感器驱动等）。具有p-n结发光的LED广泛用于该领域。带有荧光粉的器件不禁止使用，但没有特别之处。这里的亮度不是第一位的。对比度和宽视角是首要任务。在设备面板上使用 LED（真孔），在板上 - LED 和 SMD。
照明 LED
相反，对于照明，主要使用带有磷光体的元素。这允许足够的光通量和接近自然的颜色。该区域的输出 LED 实际上被 SMD 元件挤出。 COB LED 被广泛使用。
在一个单独的类别中，可以分配设计用于在光学或红外范围内传输信号的设备。例如，用于家用电器或安全设备的远程控制设备。并且紫外线元件可用于紧凑型紫外线源（货币探测器、生物材料等）。
LED的主要特点
与任何二极管一样，LED 具有一般的“二极管”特性。限制参数，超出会导致设备故障：
- 最大允许正向电流；
- 最大允许正向电压；；
- 最大允许反向电压。
其他特性是特定于“二极管”的。
辉光的颜色
发光颜色 - 此参数表征 LED 的光学范围。在大多数情况下，灯具是白色的，具有不同的 光温度.对于指示灯可以是任何可见色域。
波长
这个参数在一定程度上重复了前一个参数，但有两个保留：
- IR 和 UV 范围内的设备没有可见颜色，因此对它们而言，此特性是唯一表征辐射光谱的特性；
- 此参数更适用于直接发射的 LED - 带有磷光体的元素在宽波段中发射，因此它们的发光不能通过波长明确表征（什么波长可以是白色？）。
因此，发射波长的波长是一个相当有用的数字。
目前的消费
电流消耗是发射亮度最佳时的工作电流。如果稍微超过，设备不会很快发生故障 - 这是与最大允许值的差异。降低它也是不可取的 - 辐射强度会下降。
力量
功耗 - 这里一切都很简单。在直流电上，它只是电流消耗与所施加电压的乘积。这个概念的混淆是由照明制造商制造的，在包装上大量指定等效功率 - 白炽灯的功率，其光通量等于灯的通量。
可见立体角
可见立体角最好表示为来自光源中心的锥形。该参数等于圆锥的开口角度。对于指示灯 LED，它决定了如何从侧面看到警报的触发。对于照明元件，它决定了光通量。
最大光强
设备技术规范中的最大光强以坎德拉为单位指定。但在实践中，用光通量的概念来操作更方便。光通量（以流明为单位）等于光强（以坎德拉为单位）与视立体角的乘积。两个具有相同光强的 LED 在不同角度发出不同的光。角度越大，光通量越大。这对于计算照明系统更方便。
电压下降
正向压降是 LED 开路时落在 LED 上的电压。知道了它，您可以计算打开一系列发光元件所需的电压，例如。
如何知道 LED 的额定电压
找出 LED 额定电压的最简单方法是查阅参考书。但是如果你得到一个来历不明的设备没有标记，你可以将它连接到稳压电源，并从零平稳地升高电压。在一定的电压下，LED 会明亮地闪烁。这是元件的工作电压。进行此测试时要记住几个细微差别：
- 被测设备可能带有内置电阻器并设计用于足够高的电压（高达 220 V） - 并非每个电源都有这样的调节范围；
- LED 的发射可能位于光谱的可见部分（UV 或 IR）之外 - 然后在视觉上无法检测到点火时刻（尽管在某些情况下可以通过智能手机摄像头看到 IR 设备的发光）；
- 将元件连接到严格遵守极性的直流电压源，否则很容易在反向电压下使 LED 停止工作，超出设备的能力。
如果您不确定元件的引脚，最好将电压增加到 3...3.5V，如果 LED 不亮 - 移除电压，将源极的连接反向并重复该过程。
如何找出LED的极性
有几种方法可以确定引线的极性。
- 对于无铅元件（包括 COB），电源电压的极性直接在外壳上指示 - 通过符号或外壳上的大头钉。
- 由于 LED 具有公共 p-n 结，因此可以在二极管测试模式下使用万用表对其进行探测。一些测试仪的测量电压足以点亮 LED。然后可以通过元件的发光目视检查正确的连接。
- 一些金属外壳中的 CCCP 仪器在阴极附近有一个键（突起）。
- 对于铅元素，阴极引线更长。此功能只能识别未焊接的元件。对于使用过的 LED，引脚被缩短和弯曲以便以任何方式安装。
- 最后，要查明位置 阳极和阴极 可以通过与确定 LED 电压相同的方法来实现。只有当元件正确打开时才会发光 - 阴极连接到源的负极，阳极连接到正极。
技术的发展不会停滞不前。几十年前，LED 是实验室实验的昂贵玩具。现在很难想象没有它的生活。下一次会发生什么——时间会证明一切。
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