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發(fā)光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導體制成的，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)ǎ聪蚪刂埂舸┨匦浴４送猓谝欢l件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進入對方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復合而發(fā)光，如圖1所示。　　假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價帶空穴直接復合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復合發(fā)光。除了這種發(fā)光復合外，還有些電子被非發(fā)光中心（這個中心介于導帶、介帶中間附近）捕獲，而后再與空穴復合，每次釋放的能量不大，不能形成可見光。發(fā)光的復合量相對于非發(fā)光復合量的比例越大，光量子效率越高。由于復合是在少子擴散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近PN結(jié)面數(shù)μm以內(nèi)產(chǎn)生。　　理論和實踐證明，光的峰值波長λ與發(fā)光區(qū)域的半導體材料禁帶寬度Eg有關(guān)，即　　λ≈1240/Eg（mm）　　式中Eg的單位為電子伏特（eV）。若能產(chǎn)生可見光（波長在380nm紫光～780nm紅光），半導體材料的Eg應(yīng)在3.26～1.63eV之間。比紅光波長長的光為紅外光。現(xiàn)在已有紅外、紅、黃、綠及藍光發(fā)光二極管，但其中藍光二極管成本、價格很高，使用不普遍。

LED的調(diào)光控制

　　傳統(tǒng)上，LED的調(diào)光是利用一個DC信號或濾液PWM對LED中的正向電流進行調(diào)節(jié)來完成的。減小LED電流將起到調(diào)節(jié)LED光輸出強度的作用，然而，正向電流的變化也會改變LED的彩色，因為LED的色度會隨著電流的變化而變化。許多應(yīng)用（例如汽車和LCDTV背光照明）都不能允許LED發(fā)生任何的色彩漂移。在這些應(yīng)用中，由于周圍環(huán)境中存在不同的光線變化，而且人眼對于光強的微小變化都很敏感，因此寬范圍調(diào)光是必需的。通過施加一個PWM信號來控制LED亮度的做法允許不改變彩色的情況下完成LED的調(diào)光。　　人們常說的真正彩色（TrueColor）PWM調(diào)光是利用一個PWM信號來調(diào)節(jié)LED的亮度。　　調(diào)節(jié)LED亮度有三種常用方法：　　（1）使用SET電阻，在LED驅(qū)動控制IC引腳RSET兩端并聯(lián)不同的轉(zhuǎn)換電阻，使用一個直流電壓設(shè)置LED驅(qū)動控制IC引腳RSET的電流，從而改變LED的正向工作電流，達到調(diào)節(jié)ALED發(fā)光亮度的目的。　　（2）采用PWM技術(shù)，利用PWM控制信號，通過控制LED的正向工作電流的占空比來調(diào)節(jié)ALED的發(fā)光亮度。　　（3）線性調(diào)節(jié)

　　　簡便的方法是在LED驅(qū)動控制C中使用外部SET電阻來實現(xiàn)LED的調(diào)光控制。雖然，這種調(diào)光控制方法有效，但卻缺乏靈活性，無法讓用戶改變光強度。線性調(diào)節(jié)則會降低效率，并引起白光LED朝向黃色光譜的色彩偏移。可能是輕微的偏移，但可在敏感應(yīng)用中檢測出。　　采用數(shù)字或叫PWM的LED調(diào)光控制法以大于100HZ的開關(guān)工作頻率，以脈寬調(diào)制的方法改變LED驅(qū)動電流的脈沖占空比來實理LED的調(diào)光控制，選用大于100HZ開關(guān)調(diào)光控制頻率主要是為了避免人眼感覺到調(diào)光閃爍現(xiàn)象，在LED的PWM調(diào)光控制下，LED的發(fā)光亮度正比于PWM的脈沖占空比，在這種調(diào)光控制方法下，可以在高度調(diào)光比范圍內(nèi)保持LED的發(fā)光顏色不變，采用PWM的LED調(diào)光控制的調(diào)光比范圍可達3000：1。　　線性LED調(diào)光控制方法就是采用模擬調(diào)光控制方法，在模擬調(diào)光控制下，通過調(diào)節(jié)LED的正向工作電流來實現(xiàn)LED的調(diào)光控制，調(diào)光控制范圍可達10：1。　　如果要進一步降低LED的正向工作電流則會產(chǎn)生LED發(fā)光顏色發(fā)生變化和不能準確調(diào)節(jié)控制LED的正向工作電流的問題。

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