【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 環(huán)境溫度高時(shí)，復(fù)合效率下降，發(fā)光強(qiáng)度減小。 電流控制型器件，負(fù)載特性類(lèi)似PN結(jié)的UI曲線，正向?qū)妷旱臉O小變化會(huì)引起正向電流的很大變化（指數(shù)級(jí)別），反向漏電流很小，有反向擊穿電壓。在實(shí)際使用中，應(yīng)選擇 。LED正向電壓隨溫度升高而變小，具有負(fù)溫度系數(shù)。LED消耗功率 ，一部分轉(zhuǎn)化為光能，這是我們需要的。剩下的就轉(zhuǎn)化為熱能，使結(jié)溫升高。散發(fā)的熱量（功率）可表示為 。 小電流下，LED溫升不明顯。若環(huán)境溫度較高，LED的主波長(zhǎng)就會(huì)紅移，亮度會(huì)下降，發(fā)光均勻性、一致性變差。尤其點(diǎn)陣、大顯示屏的溫升對(duì)LED的可靠性、穩(wěn)定性影響更為顯著。所以散熱設(shè)計(jì)很關(guān)鍵。 主要考慮散熱和出光。散熱方面，用銅基熱襯，再連接到鋁基散熱器上，晶粒與熱襯之間以錫片焊作為連接，這種散熱方式效果較好，性價(jià)比較高。出光方面，采用芯片倒裝技術(shù)，并在底面和側(cè)面增加反射面反射出浪費(fèi)的光能，這樣可以獲得更多的有消出光。LED的長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)光衰引起老化，尤其對(duì)大功率LED來(lái)說(shuō)，光衰問(wèn)題更加嚴(yán)重。在衡量LED的壽命時(shí)，僅僅以燈的損壞來(lái)作為L(zhǎng)ED壽命的終點(diǎn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)該以LED的光衰減百分比來(lái)規(guī)定LED的壽命，比如35%，這樣更有意義。 五、LED的主要參數(shù)LED是利用化合物材料制成pn結(jié)的光電器件。它具備pn結(jié)結(jié)型器件的電學(xué)特性：IV特性、CV特性和光學(xué)特性：光譜響應(yīng)特性、發(fā)光光強(qiáng)指向特性、時(shí)間特性以及熱學(xué)特性。 普通單色發(fā)光二極管的發(fā)光顏色與發(fā)光的波長(zhǎng)有關(guān)，而發(fā)光的波長(zhǎng)又取決于制造發(fā)光二極管所用的半導(dǎo)體材料。紅色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為650~700nm，琥珀色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為630~650 nm ，橙色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為610~630 nm左右，黃色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為585 nm左右，綠色發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一般為555~570 nm。 IV特性表征LED芯片pn結(jié)制備性能主要參數(shù)。LED的IV特性具有非線性、整流性質(zhì)：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦?，即外加正偏壓表現(xiàn)低接觸電阻，反之為高接觸電阻。 IV特性曲線（1）正向死區(qū)（圖oa或oa′段）a點(diǎn)對(duì)于V0為開(kāi)啟電壓，當(dāng)V＜Va，外加電場(chǎng)尚克服不少因載流子擴(kuò)散而形成勢(shì)壘電場(chǎng)，此時(shí)R很大；開(kāi)啟電壓對(duì)于不同LED其值不同，GaAs為1V，。 （2）正向工作區(qū)電流IF與外加電壓呈指數(shù)關(guān)系 IF=IS(eqVF/KT–1)IS為反向飽和電流。 V＞0時(shí)，V＞VF的正向工作區(qū)IF隨VF指數(shù)上升IF=ISeqVF/KT （3）反向死區(qū)V＜0時(shí)pn結(jié)加反偏壓 V=VR時(shí)，反向漏電流IR（V=5V）時(shí)，GaP為0V，GaN為10uA。 （4）反向擊穿區(qū)V＜VR，VR稱為反向擊穿電壓；VR電壓對(duì)應(yīng)IR為反向漏電流。當(dāng)反向偏壓一直增加使V＜VR時(shí)，則出現(xiàn)IR突然增加而出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。由于所用化合物材料種類(lèi)不同，各種LED的反向擊穿電壓VR也不同。 當(dāng)流過(guò)LED的電流為IF、管壓降為UF則功率消耗為P=UFIF LED工作時(shí)，外加偏壓、偏流一定促使載流子復(fù)合發(fā)出光，還有一部分變?yōu)闊?，使結(jié)溫升高。若結(jié)溫為T(mén)j、外部環(huán)境溫度為T(mén)a，則當(dāng)Tj＞Ta時(shí)，內(nèi)部熱量借助管座向外傳熱，散逸熱量（功率），可表示為P=KT（Tj–Ta）。 響應(yīng)時(shí)間表征某一顯示器跟蹤外部信息變化的快慢。現(xiàn)有幾種顯示LCD（液晶顯示）約103~105S，CRT、PDP、LED都達(dá)到106~107S（us級(jí)）。 ①響應(yīng)時(shí)間從使用角度來(lái)看，就是LED點(diǎn)亮與熄滅所延遲的時(shí)間，即圖中tr、tf。圖中t0值很小，可忽略。 ②響應(yīng)時(shí)間主要取決于載流子壽命、器件的結(jié)電容及電路阻抗。 LED的點(diǎn)亮?xí)r間——上升時(shí)間tr是指接通電源使發(fā)光亮度達(dá)到正常的10%開(kāi)始，一直到發(fā)光亮度達(dá)到正常值的90%所經(jīng)歷的時(shí)間。 LED熄滅時(shí)間——下降時(shí)間tf是指正常發(fā)光減弱至原來(lái)的10%所經(jīng)歷的時(shí)間。 不同材料制得的LED響應(yīng)時(shí)間各不相同；如GaAs、GaAsP、GaAlAs其響應(yīng)時(shí)間＜109S，GaP為107S。因此它們可用在10~100MHZ高頻系統(tǒng)。六、方案選擇從實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容與要求中可以看出該電路可以有以下幾個(gè)方案：電路圖如下：（圖一）LM317做LED的恒流源。，白天有光時(shí)，光電二極管D5選用2CU2A，光電流大于30uA，呈低阻狀態(tài)，IC1A中的1，2腳為低電位，3腳為高電位，白天不論有無(wú)聲音，也不論IC1B中的4腳電位如何，IC1D中的13腳始終鉗位于高電位，12腳也為高電位，因此11腳則為低電位，可控硅截止，LED燈不亮。D5夜晚無(wú)光照時(shí)，呈高阻狀態(tài)，IC1A中的3腳為低電位，IC1D中的11腳為高，觸發(fā)可控硅SCR導(dǎo)通，LED被點(diǎn)亮。同時(shí)10uF電容充電，充電之初IC1C中8，9腳為高電位，使12腳為低電位。聲音一分鐘之后IC1D中的13腳恢復(fù)高電位，但由于12腳為低電位，所以11腳繼續(xù)保持高電位，燈繼續(xù)被點(diǎn)亮。10uF電容繼續(xù)充電，一分鐘之后，IC1C中的8，9腳為低電位，11腳也翻轉(zhuǎn)為低電位，可控硅截止，燈滅。LED要恒流供電，不然容易老化損壞?？梢杂肔M317，原理是利用317的啟探控電壓不變，再除電阻，就是恒流值。電路如下圖。燈可以根據(jù)需求接多少個(gè)。改變R1可改變電流，電流=。其內(nèi)部含有4個(gè)獨(dú)立的與非門(mén)IC1A~~IC1D，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高。 電路圖如下：圖三在這幾個(gè)方案中，由于我在學(xué)校學(xué)了數(shù)字電路和門(mén)電路，而且這個(gè)方法比較簡(jiǎn)單，又實(shí)用，能充分體現(xiàn)出我在校期間對(duì)所學(xué)知識(shí)掌握的程度，然而此系統(tǒng)成本低、易于實(shí)現(xiàn)為恒流電路，如果采用恒壓電路則電壓高不穩(wěn)定，故此我選擇了第三種方案。七、總體方案整流、穩(wěn)壓二極管；話筒；光敏二極管；可控硅開(kāi)關(guān)等。能夠通過(guò)調(diào)節(jié)電阻和電容的大小來(lái)改變燈亮的時(shí)間長(zhǎng)短，如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就應(yīng)該減小電阻或電容的值，反之則增大。光敏二極管和話筒的高度也會(huì)使燈的時(shí)間受到影響。聲光控節(jié)電開(kāi)關(guān),在白天或光線較亮?xí)r,節(jié)電開(kāi)關(guān)呈關(guān)閉狀態(tài),燈不亮；夜間或光線較暗時(shí)，節(jié)電開(kāi)關(guān)呈預(yù)備工作狀態(tài)，當(dāng)有人經(jīng)過(guò)該開(kāi)關(guān)附近時(shí)，腳步聲、說(shuō)話聲、拍手聲等都能開(kāi)啟節(jié)電開(kāi)關(guān)。燈亮后經(jīng)過(guò)40秒左右的延時(shí)節(jié)電開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)閉，燈滅。該開(kāi)關(guān)適用于樓道、走廊、洗涮間、廁所等公共場(chǎng)合，能節(jié)電并延長(zhǎng)燈泡使用壽命。給人們的生活帶來(lái)了很多的方便，受到了廣泛的應(yīng)用。本電路是采用分分離元件的聲控延時(shí)電路，其電路原理圖如下圖所示（電路圖見(jiàn)方案三），原理圖說(shuō)明：220V的燈充電直接整流。在輸入端串聯(lián)25W燈泡，輸出端接可控硅（負(fù)載）供電電路穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路是給話筒放大，話筒放大，可以把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并放大，然后，經(jīng)過(guò)音頻放大器使信號(hào)達(dá)到足夠大；檢波音頻信號(hào)的正半周，即：把音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)。經(jīng)過(guò)延時(shí)電路以后送到控制電路，由控制電路去控制可控硅，若可控硅斷開(kāi)，則整流電路負(fù)載斷開(kāi)，若導(dǎo)通，則整流電路負(fù)載導(dǎo)通。光敏控制電路把光照變成電信號(hào)，從而去控制音頻信號(hào)往后邊輸送情況?？梢?jiàn)：本電路燈泡要受可控硅的控制，可控硅受話筒取得的音頻信號(hào)和光敏電阻的控制，從而可以實(shí)現(xiàn)聲控和光控；燈亮的時(shí)間由延時(shí)電路的時(shí)間長(zhǎng)度決定。 利用門(mén)電路來(lái)完成聲光控的調(diào)節(jié)（見(jiàn)圖一） 整流電路采用橋式整流電路，二極管穩(wěn)壓電路加上濾波電容和電阻。可控硅開(kāi)關(guān)起開(kāi)關(guān)作用，非常重要，由這個(gè)開(kāi)關(guān)去控制整流電路的工作與否，從而控制燈的亮和熄。，并要求不高所以我們采用它話筒放大 為實(shí)現(xiàn)聲控功能，要設(shè)制話筒放大電路，主要是由話筒拾音電路（就是把聲音信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)電路，由于聲音微小，所以加放大電路）和放大電路組成。光敏控制電路實(shí)現(xiàn)光控的功能，可以有光敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。音頻放大電路 因話筒輸出的音頻信號(hào)小，不能滿足檢波的需要，設(shè)制二極管音頻放大電路，倍數(shù)幾千上萬(wàn)倍。檢波電路音頻信號(hào)是交流信號(hào)，不用交流信號(hào)控制可控硅，需轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，才能控制可控硅，因是小信號(hào)，要反映信號(hào)的蜂值電路線變化。延遲電路在燈點(diǎn)亮?xí)r需要有延遲，檢波輸出直流電壓通過(guò)延遲電路是電壓消失，保持一段時(shí)間，所保持時(shí)間的長(zhǎng)短由延遲電路的參數(shù)決定，實(shí)際上延遲電路由RC電路組成，時(shí)間常數(shù)