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带你了解容易被忽略的显示装置:LED灯

2018-12-08 06:14
ZLG致远电子
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现今人们看到最多的显示装置是什么?大家的回答想必都是显示屏,其实有一个已经融入我们生活各个角落的重要显示装置,那就是常见的小LED,他们是如何实现显示呢?

上期我们从“蓝黑白金裙”之争说到屏幕图形格式转换,(详细可点击查看《【干货】从色彩角度看人机交互界面设计》),但显示装置除了屏幕外,还有很多不起眼但却融入我们生活各个角落的重要小角色,比如我们常见的LED,想要点亮他们其实可以更简单。

LED大家族简述

LED是Light Emitting Diode的缩写,即发光二极管,是一种应用非常广泛的半导体发光/显示元件。发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区,进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。通过使用不同的材料及工艺,LED可以发出红色、绿色、黄色、白色、蓝色、橙色等光。

在市面上,LED产品有发光二极管、数码管、米字管、符号管、点阵显示屏、LED背光、LED照明灯等,参考如下图1所示。事实上,数码管、米字管、符号管、点阵显示屏……当中的每个发光单元都是一个发光二极管。

图1 常见LED显示模块

LED特性分析

使用不同材料(管芯材料)的LED,其正向电压也有所不同,在设计电路前要先了解一下它们的基本特性,参考如表1所列。

表1 常用发光二极管基础特性表

注意:设计LED电路时,工作电流最好小于0.6 IFM,这样LED使用寿命会更长。

独立LED灯驱动电路

1、电源指示灯

图2 5V和3.3V电源指示灯电路

D1采用红色LED灯(GaAsp管芯),封装形式由产品要求决定。工作电流计算如下:

常规设计,If要在0.5~3mA范围内,减少电源指示灯对电能的消耗。对于5V电源,限流电阻R1推荐采用3K;对于3.3V电源,限流电阻R1推荐采用1K。

2、状态指示灯

对于单片机,其I/O灌电流可达20mA(具体芯片要以数据手册为准),可以直接使用I/O控制LED灯作为状态指示。

图3 独立LED灯驱动—灌电流方式

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