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4.1 發(fā)光二頓管(LED)
發(fā)光二極管LED(Light-Emitting Diode)是由電能轉(zhuǎn)換為光能的一種半導(dǎo)體器件。其結(jié)
構(gòu)示意圖如圖4.1 -1所示。其主要制造材料是磷砷化鎵(GaAsP)、磷化鎵(GaP)、氮化
鎵( GaN)和砷化鎵(GaAs)的混合晶體。在某些半導(dǎo)體中自由電子與空穴復(fù)合時(shí),將產(chǎn)
生光的輻射,而且不同的半導(dǎo)體材料;。其輻射光的顏色也不同。例如,磷砷化鎵(GaAsP)
發(fā)紅光,磷化鎵( GaP)友綠光,氮化鎵(GaN)發(fā)藍(lán)光,而砷化鎵(GaAs)發(fā)出不可見
的紅外線等。圖4.1 -2所示曲線為不同材料的光譜特性。
發(fā)光二極管的輻射功率近似與導(dǎo)通電流成正比,并且隨半導(dǎo)體結(jié)溫的上升而下降。它的
響應(yīng)時(shí)間很短。發(fā)光二極管在正向偏置電壓下工作。
輻射光PN結(jié)
圖4.1 -1發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)
褂
羹o
驛
靛0
罌
0
波長/nm
圖4.1 -2輻射光與材料的關(guān)系
下篇數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)145
1.LED的工作原理
在正向偏置電壓作用下,將使N型半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子——電子向P區(qū)滲透,而P
型半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子——空穴向N區(qū)滲透。進(jìn)入這兩個(gè)區(qū)域的載流子同時(shí)又要復(fù)合,
并釋放出能量,這一能量將轉(zhuǎn)化成光能形式釋放出來。光的輻射首先在PN結(jié)形成,然后穿
越很薄的P區(qū)(約1.5 ym)向外輻射光能。為了限制發(fā)光二極管的工作電流,可以串聯(lián)一
個(gè)限流電阻。不同的發(fā)光二極管,其導(dǎo)通門限電壓也不同,約在1. 35—2.5 v之間。發(fā)光二
極管的反向擊穿電壓約在3—6 V之間。圖4.1 -3所示為發(fā)光二極管的電路符號(hào)及其伏安特
性曲線。
在采用交流電壓驅(qū)動(dòng)時(shí),為了使發(fā)光二極管承受的反向電壓不超過最大允許值,可以將
一個(gè)硅二極管與發(fā)光二極管串聯(lián)起來,或者將兩個(gè)發(fā)光二極管并聯(lián)起來使用。
┏━━━━━━┳━┓
┃ /F/mA1 ┃ ┃
┃ 50 ┃ ┃
┃ 25 ┃ ┃
┗━━━━━━┻━┛
-6 -4 -2 0 2 4 U/V
(b)
圖4.1 -3發(fā)光二極管的電路符號(hào)和伏安特性曲線
2.LED顯示器
發(fā)光二極管可以用作光源發(fā)生器、顯示器或信號(hào)
燈和刻度顯示。這里只對(duì)LED作為顯示器的應(yīng)用作一
簡單介紹。
將多個(gè)LED相互組合起來,可以組成一個(gè)顯示區(qū)
域,按不同的控制,各LED可以分別發(fā)光以顯示出不
同的符號(hào)(字毋、數(shù)字、特殊符號(hào)等)。圖4.1 -4 (a)
所示為一塊5 x7的LED顯示器,圖中顯示的是字母
“A”。
如果只需要顯示數(shù)字,則可以采用分段顯示器,
常用的分段顯示器為7段數(shù)碼顯示器,如圖
4.1 -4 (b)所示。
圖4.1 -4 LED顯示器
(a)5x7 LED顯示器;
(b)7段LED數(shù)碼管
總之,LED顯示器具有使用壽命長、讀出角度大
(約為1500)、體積小、輝度高和視差小等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于指示燈、顯示器、光源等場合。
146電子技術(shù)基礎(chǔ)
4.2 陰頓射線管( CRT)
顯像管是實(shí)現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換、形成光學(xué)圖像的一種電真空器件。它靠管內(nèi)電子槍所形成的聚
焦電子束轟擊熒光屏而形成明亮可見的圖像。
顯像管與實(shí)驗(yàn)室中用于顯示信號(hào)波形的示波管一樣,都是由陰極發(fā)射電子流,并由電子
槍將陰極所發(fā)射的電子流聚焦成射線狀的電子束,因此常稱為陰極射線管,一般用陰極射線
管的英文縮寫CRT (Cathode Ray Tube)來表示。由于其管內(nèi)電子是聚焦成束的,所以又稱
為電子束管。
陰極射線管出現(xiàn)至今已有約百年的歷史,在雷達(dá)、電視、波形顯示等方面得到了廣泛
應(yīng)用。
4. 2.1顯像管的基本結(jié)構(gòu)
顯像管有多種類型,其外形尺寸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)各不相同,但顯像管都包括管殼、電子槍、
熒光屏和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)等幾個(gè)基本組成部分,如圖4.2 -1所示。
圖4.2 -1 CRT的結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)
1.管殼
顯像管的管殼用玻璃制成,包括管底(屏面)、錐體、管頸和芯柱四部分。整個(gè)管殼是
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密封的,管內(nèi)可保持所必須的真空度。玻殼具有足夠的強(qiáng)度和抗爆性。
玻殼各部分,尤其是屏面的形狀和曲率經(jīng)過特殊的設(shè)計(jì)。屏面玻璃具有良好的透明度。
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民用航空器維修基礎(chǔ)系列教材 電子技術(shù)基礎(chǔ)(88)