LED基本原理及性能特點(diǎn)

　　首先我們來介紹一下LED的基本原理以及性能特點(diǎn)。LED的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。

　　LED光源具有以下特點(diǎn)：

　　1.電壓：LED正向?qū)üぷ麟妷狠^低，可以使用低壓電源驅(qū)動(dòng)，供電電壓根據(jù)最終產(chǎn)品不同而異，是一個(gè)比較安全的照明設(shè)備，特別適用于公共場(chǎng)所。

　　2.效能：同等照度的情況下消耗能量較同光效的白熾燈減少80%。

　　3.適用性：每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境。

　　4.穩(wěn)定性：通常為10萬小時(shí)，光衰為初始的50%。

　　5.響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)。

　　6.對(duì)環(huán)境污染：無有害金屬汞。

　　7.顏色：LED的發(fā)光顏色和發(fā)光效率與制作LED的材料和工藝有關(guān)，目前有紅、綠、藍(lán)三種基本顏色。

　　8.價(jià)格：與白熾燈相比，LED的價(jià)格較高，幾只LED的價(jià)格就可以與一只白熾燈的價(jià)格相當(dāng)，不過隨著技術(shù)工藝的進(jìn)步，可以逐步提升性價(jià)比。

　　LED驅(qū)動(dòng)方案

　　LED自問世以來，就得到人們的極大關(guān)注，LED驅(qū)動(dòng)器件和驅(qū)動(dòng)方式不斷更新以便更加有效地驅(qū)動(dòng)LED為人類照明。從早期的DC/DC開關(guān)電源到電荷泵，以及追求成本的低邊驅(qū)動(dòng)和LDO，人們?cè)诓煌膽?yīng)用情況下選用不同的驅(qū)動(dòng)線路，作為市場(chǎng)關(guān)注的熱點(diǎn)，便攜產(chǎn)品的顯示背光是LED背光應(yīng)用的主要市場(chǎng)，下文將針對(duì)便攜產(chǎn)品的背光顯示，介紹當(dāng)前幾種常見的LED驅(qū)動(dòng)方案。

　　1. Step-UP DC/DC開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)

　　該方案主要的特點(diǎn)在于：輸入電壓較低，甚至低至0.7V（單節(jié)干電池），從技術(shù)發(fā)展的角度看，串聯(lián)型驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)的比較早，技術(shù)上也比較成熟，效率較高。典型的應(yīng)用線路如圖1所示。

　　圖1：Step-UP DC/DC 開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)的典型應(yīng)用線路。