LED与LCD基本知识

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1、LED与LCD基本知识第一篇LED基本知识在计算机或电视机中主要采用屏幕显示，但在各种数字仪表及各种家用电器中，一般采用显示器件进行显示。这里讲的显示器件是指数字显示器件，可以显示一般的数字、符号和简单的图形。LED数码管是目前最常用的一种数显器件。我们知道，发光二极管（英文缩写为LED）是由半导体材料制成的、能将电信号转换成光信号的结型电致发光器件。如果把发光二极管制成条状，再按照一定方式连接，组成数字“8”，就构成LED数码管，简称LED。使用时按规定使某些笔段上的发光二极管发光，即可组成0~9的一系列数字

2、。一、构造与显示原理LED数码管分共阳极与共阴极两种，a~g代表7个笔段的驱动端，亦称笔段电极。对于共阴极LED数码管，如下图所示，将七只发光二极管的阴极（负极）短接后作为公共阴极。其工作特点是，当笔段电极接高电平，公共阴极接低电平时，相应笔段可以发光。共阳极LED数码管则与之相反，它是将发光二极管的阳极（正极）短接后作为公共阳极。当驱动信号为低电平，公共阳极接高电平时，才能发光。LED的输出光谱决定其发光颜色以及光辐射强度，也反映出半导体材料的特性。常见管芯材料有磷化镓（GaP）、砷化镓（GaAs）、磷砷化镓

3、（GaAsP）、氮化镓（GaN）等。其中氮化镓可发蓝光。发光颜色不仅与管芯材料有关，还与所掺杂质有关，因此用同一种管芯材料可以制成发出红、橙、黄、绿等不同颜色的数码管。各种颜色LED数码管的光谱曲线都比较相似，仅发光峰值λp值不同（磷砷化镓黄色数码管的λp=585nm,1nm=10-9m）。LED数码管的产品中,以发红光、绿光的居多，这两种颜色也比较醒目。第8页共8页LED与LCD基本知识LED数码管等效于多只具有发光性能的PN结。当PN结导通时，依靠少数载流子的注入及随后的复合而辐射法光。其伏安特性与普通二极

4、管相似。在正向导通之前，正向电流近似于零，笔段不发光。当电压超过开启电压时，电流就急剧上升，笔段发光。因此，LED数码管属于电流控制型器件，其发光亮度L（单位是cd/m2）与正向电流IF有关，用公式表示：L=KIF即亮度与正向电流成正比。LED的正向电压UF则与正向电流以及管芯材料有关。使用LED数码管时，工作电流一般选10mA左右/段，既保证亮度适中，又不会损坏器件。二、分类目前国内外生产的LED数码管不仅种类繁多，型号各异，大致有以下几种分类方式：1、按外形尺寸分类目前我国尚未制定LED数码管的统一标准，型

5、号一般由生产厂家自定，小型LED数码管一般采用双列直插式，大型LED数码管采用印刷板插入式。2、根据显示位数划分根据器件所显示位数的多少，可划分成一位、双位、多位LED显示器，一位LED显示器就是通常说的LED数码管，两位以上的一般称作显示器。双位LED数码管是将两只数码管封装成一体，其特点是结构紧凑、成本较低（与两只一位数码管相比）。国外典型产品有LC5012-11S（红双、共阴）。为简化外部引线数量和降低显示器功耗，多位LED显示器一般采用动态扫描显示方式。其特点是将各位同一笔段的电极短接后作为一个引出端，

6、并且各位数码管按一定顺序轮流发光显示，只要位扫描频率足够高，就观察不到闪烁现象。3、根据显示亮度划分有普通亮度和高亮度之分。普通LED数码管的发光强度IV≧0.3mcd, 而高亮度LED数码管的IV≧5mcd，提高将近一个数量级，并且后者在大约1mA的工作电流下即可发光。高亮度LED数码管典型产品有2ED102等。4、按字形结构划分有数码管、符号管两种。常见“+”符号管可显示正（+）、负（-）极性，“±1”符号管能显示+1或-1。其中以“米”字管的功能最全，除显示运算符号+、-、×、÷之外，还可显示A～Z共26

7、个英文字母，常用作单位符号显示。第8页共8页LED与LCD基本知识此外，还可按共阳或共阴、发光颜色来分类。三、性能特点LED数码管的主要特点如下：1)、能在低电压、小电流条件下驱动发光，能与CMOS、TTL电路兼容。2)、发光响应时间极短（<0.1μs），高频特性好，单色性好，亮度高。3)、体积小，zhon重量轻，抗冲击性好。4)、寿命长，使用寿命在10万小时以上，甚至可达100万小时，成本低。因此它被广泛用作数字仪器仪表、数控装置、计算机的数显器件。四、性能简易检测LED数码管外观要求颜色均匀，无局部变色及无

8、气泡等，在业余条件下可用干电池为例进一步检查。现以共阴数码管为例介绍检查方法。将3伏干电池负极引出线固定接触在LED数码管的公共负极端上，电池正极引出线依次移动接触笔画的正极端。这一根引出线接触到某一笔画的正极端时，那一笔画就相应显示出来。用这种简单的方法就可检查出数码管是否有断笔（某笔画不能显示），连笔（某些笔画连在一起），并且可相对比较出不同笔画发光的强弱性能。若检查共阳极数码管，