课外阅读3 发光二极管和限流电阻

发光二极管（简称LED）是生活中常见的一种发光器件，它广泛应用在电源指示、状态指示、LED屏显示等场合。与普通二极管一样，发光二极管具有单向导电性。如图1-33（a）所示为常见的发光二极管外形，在电路原理图中绘制的是发光二极管的图形符号，如图1-33（b）所示，文字符号用“VD”表示，从图形符号的箭头方向，可以形象地理解使发光二极管导通的压降方向。其伏安特性如图1-33（c）所示，可以看到，当UF未达到开启电压时，正向电流IF几乎为零。电压一旦超过开启电压，则电流急剧上升，此时电流、电压几乎呈线性关系，即发光二极管呈欧姆导通特性。当给发光二极管施加正向电压时，其开启电压通常称为正向工作电压，它的大小取决于制作材料。例如，GaAsP红色LED约为1.7V，而GaP绿色LED约为2.3V。LED的反向击穿电压一般大于5V，但为使器件长时间稳定而又可靠地工作，安全使用电压多选择在5V以下。

图1-33 发光二极管的外形、图形符号和伏安特性曲线

发光二极管可按颜色、外形、尺寸进行分类，实际应用时可根据要求具体选择。

要使发光器件发光，就必须对其施加一定的驱动电源。发光二极管的供电电源既可以是直流的，也可以是交流的。必须指出，发光二极管是一种电流控制器件。因此，对发光二极管来说，不管供电电压如何，在正向偏置的情况下只要流过发光二极管的正向工作电流在规定的范围之内，发光二极管就能发光。如图1-34所示为直流驱动电路，流过LED的正向工作电流IF由电源电压VCC经限流电阻R获得，若发光二极管的正向管压降为UF，选择合适的电源电压VCC和电阻R，满足正向工作电流IF不超过最大工作电流的要求，就能保证LED稳定工作。限流电阻的阻值估算公式为：

式中，UF为LED的正向电压，发光二极管类型不同，UF数值不同，一般取1～2V；IF为正向工作电流；UF与IF可从产品手册中查得。