发光二极管（LED）现已取代大多数其他照明技术，金沙js5线路单片机开发工程师介绍，由于其多功能性、低成本和高效率，LED现在在最不同的情况下用于任何类型的应用，包括状态指示器、LCD显示器的背光以及传统家用照明，现在都在使用LED。

在本文中，让我们来看看LED作为光源和其他相关应用类型的标准的特性。

一、LED的物理特性

LED是一种以二极管为基础的有源半导体电子元件。“发光二极管”旨在利用半导体通电发光。事实上，通过直接偏向电压大于阈值电压的p-n结，结点附近的电荷从能量高移动到能量低处，期间如果释放的能量足够高，就会发出光子，即发出光芒，而其频率（颜色）和发光强度取决于材料的物理特性和整个LED灯施加的电压水平。

除了发射的光的颜色外，触发电流的最小阈值电压还取决于LED灯的半导体的类型：制作LED的最常用材料是AlGaAs、GaAlP、GaAsP、SiC、GaN、GaP、Si和C。

二、LED灯的驱动

在电子产品开发过程中，LED是需要驱动的电子元件，当使用单片机时需要外接一颗上拉电阻。因此，在驱动电路中必须始终提供电流限制阻力，不限制电流可能会损坏电子组件。

上图为LED的一种方式。在此电路中，向MOSFET的基座提供正电压，LED也接了一个限制电流的电阻。假设组件的最佳前流阈值电压为Vth和LED Vin的供应电压，则限制电阻器的大小按R=（Vin–Vth）/I计算。例如，用作电源状态指示器的经典LED可以具有Vth=1.8V和如果I=20mA，如果为电路提供电压Vin=5V，限制电阻器将具有值R=（5=1.8）/0.02=160Ω。

建议的方案是在通过微控制器进行驱动时使用的：在这种情况下，始终建议采用能够承受LED前流的晶体管（或类似组件）：如果组件直接连接到微控制器的GPIO，损坏芯片（由于电流受到威胁）的风险将极高。显然，如果需要驱动功率LED（可吸收甚至超过3W或5W），则有必要采用与所需电流一致的驱动程序。在这方面，有些单片机集成了MOSFET，可以最大限度地减少周围的电路，对驱动功率LED非常有用。

使LED在照明领域流行起来的一个特征无疑是利用单片机脉冲宽度调制（PWM）技术，实现LED亮度调节。PWM技术应用很简单，但如果需要精确的亮度控制，则可能无效：事实上，由于LED在各方面都是一个二极管，因此其电压/电流特征是非线性的，因此，通过修改周期值获得的电流变化也是非线性的。

为了克服这一缺点，有必要使用专门设计的LED驱动程序来提供恒定电流。此解决方案避免了发光组件的连续打开和关闭循环，提高了设备的持续时间和发出的光的质量，因为它不会闪烁。

三、LED的常见应用

如上所述，LED应用非常普遍，这也是由于有不同类型的可用。根据耗散功率（产生的发光通量）对它们进行分类，我们基本上可以找到三种类型的LED：低功耗LED、高亮度LED和大功率LED。

低功耗LED具有典型的15mA前流，用作电子设备中的状态指示器（打开电源指示器、连接状态、设备之间的通信指示灯等）。他们的使用是比较经典，他们的包是PTTH和SMD。照明角度对于此类设备来说不是必不可少的。

高亮度LED具有30mA至100mA的典型前向电流，可用作弱照明的材料，尽管主要用途是作为段显示器和LCD面板中的背光。后者显著促进了LED的传播，因为现代电视的大多数LCD面板都采用LED背光。

大功率LED的电流范围为100mA向上。不难想象，与其他两类设备相比，这种类型的设备的成本要高得多，其热特性决定了需要仔细设计外观和散热方式。大功率LED的典型应用无疑是照明：这种类型的单个灯管可以发射超过350个流明，通过集合几个LED，就可以成为一个可供照明的路灯，以至于在我们的城市路边不难找到装有这种技术的照明灯具：说实话，LED路灯的公共照明是智能城市的基石之一，因为它们允许通过光控感应头来调暗路灯，以降低成本。

三、LED的新领域

近年来，市场上出现了一种利用有机成分（塑料导电聚合物）的技术，并利用了这些材料的发光特性。这就是一种被称为OLED的技术，用于制作显示屏，它具有纤薄、弯曲等灵活的特性（特别适合可穿戴设备和移动设备）。

与使用LED作为LCD背光不同，OLED形成了自己的产业链。迄今为止，这项技术还没有能够大规模应用，但在研究成果上已经取得了不错的进展，这也意味着消费电子产品被OLED显示屏占领只是时间问题。