【文章內容簡介】 環(huán)境溫度高時，復合效率下降，發(fā)光強度減小。 電流控制型器件，負載特性類似PN結的UI曲線，正向導通電壓的極小變化會引起正向電流的很大變化（指數(shù)級別），反向漏電流很小，有反向擊穿電壓。在實際使用中，應選擇 。LED正向電壓隨溫度升高而變小，具有負溫度系數(shù)。LED消耗功率 ，一部分轉化為光能，這是我們需要的。剩下的就轉化為熱能，使結溫升高。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的主波長就會紅移，亮度會下降，發(fā)光均勻性、一致性變差。尤其點陣、大顯示屏的溫升對LED的可靠性、穩(wěn)定性影響更為顯著。所以散熱設計很關鍵。 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，性價比較高。出光方面，采用芯片倒裝技術，并在底面和側面增加反射面反射出浪費的光能，這樣可以獲得更多的有消出光。LED的長時間工作會光衰引起老化，尤其對大功率LED來說，光衰問題更加嚴重。在衡量LED的壽命時，僅僅以燈的損壞來作為LED壽命的終點是遠遠不夠的，應該以LED的光衰減百分比來規(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結的光電器件。它具備pn結結型器件的電學特性：IV特性、CV特性和光學特性：光譜響應特性、發(fā)光光強指向特性、時間特性以及熱學特性。 普通單色發(fā)光二極管的發(fā)光顏色與發(fā)光的波長有關，而發(fā)光的波長又取決于制造發(fā)光二極管所用的半導體材料。紅色發(fā)光二極管的波長一般為650~700nm，琥珀色發(fā)光二極管的波長一般為630~650 nm ，橙色發(fā)光二極管的波長一般為610~630 nm左右，黃色發(fā)光二極管的波長一般為585 nm左右，綠色發(fā)光二極管的波長一般為555~570 nm。 IV特性表征LED芯片pn結制備性能主要參數(shù)。LED的IV特性具有非線性、整流性質：單向導電性，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點對于V0為開啟電壓，當V＜Va，外加電場尚克服不少因載流子擴散而形成勢壘電場，此時R很大；開啟電壓對于不同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)關系 IF=IS(eqVF/KT–1)IS為反向飽和電流。 V＞0時，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pn結加反偏壓 V=VR時，反向漏電流IR（V=5V）時，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電壓對應IR為反向漏電流。當反向偏壓一直增加使V＜VR時，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不同，各種LED的反向擊穿電壓VR也不同。 當流過LED的電流為IF、管壓降為UF則功率消耗為P=UFIF LED工作時，外加偏壓、偏流一定促使載流子復合發(fā)出光，還有一部分變?yōu)闊?，使結溫升高。若結溫為Tj、外部環(huán)境溫度為Ta，則當Tj＞Ta時，內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）。 響應時間表征某一顯示器跟蹤外部信息變化的快慢?，F(xiàn)有幾種顯示LCD（液晶顯示）約103~105S，CRT、PDP、LED都達到106~107S（us級）。 ①響應時間從使用角度來看，就是LED點亮與熄滅所延遲的時間，即圖中tr、tf。圖中t0值很小，可忽略。 ②響應時間主要取決于載流子壽命、器件的結電容及電路阻抗。 LED的點亮時間——上升時間tr是指接通電源使發(fā)光亮度達到正常的10%開始，一直到發(fā)光亮度達到正常值的90%所經(jīng)歷的時間。 LED熄滅時間——下降時間tf是指正常發(fā)光減弱至原來的10%所經(jīng)歷的時間。 不同材料制得的LED響應時間各不相同；如GaAs、GaAsP、GaAlAs其響應時間＜109S，GaP為107S。因此它們可用在10~100MHZ高頻系統(tǒng)。六、方案選擇從實驗的主要內容與要求中可以看出該電路可以有以下幾個方案：電路圖如下：（圖一）LM317做LED的恒流源。，白天有光時，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夜晚無光照時，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導通，LED被點亮。同時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。改變R1可改變電流，電流=。其內部含有4個獨立的與非門IC1A~~IC1D，使電路結構簡單，工作可靠性高。 電路圖如下：圖三在這幾個方案中，由于我在學校學了數(shù)字電路和門電路，而且這個方法比較簡單，又實用，能充分體現(xiàn)出我在校期間對所學知識掌握的程度，然而此系統(tǒng)成本低、易于實現(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；可控硅開關等。能夠通過調節(jié)電阻和電容的大小來改變燈亮的時間長短，如果時間過長就應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使燈的時間受到影響。聲光控節(jié)電開關,在白天或光線較亮時,節(jié)電開關呈關閉狀態(tài),燈不亮；夜間或光線較暗時，節(jié)電開關呈預備工作狀態(tài)，當有人經(jīng)過該開關附近時，腳步聲、說話聲、拍手聲等都能開啟節(jié)電開關。燈亮后經(jīng)過40秒左右的延時節(jié)電開關自動關閉，燈滅。該開關適用于樓道、走廊、洗涮間、廁所等公共場合，能節(jié)電并延長燈泡使用壽命。給人們的生活帶來了很多的方便，受到了廣泛的應用。本電路是采用分分離元件的聲控延時電路，其電路原理圖如下圖所示（電路圖見方案三），原理圖說明：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，可以把聲音信號轉換為電信號并放大，然后，經(jīng)過音頻放大器使信號達到足夠大；檢波音頻信號的正半周，即：把音頻信號轉換為直流信號。經(jīng)過延時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，則整流電路負載斷開，若導通，則整流電路負載導通。光敏控制電路把光照變成電信號，從而去控制音頻信號往后邊輸送情況?？梢姡罕倦娐窡襞菀芸煽毓璧目刂疲煽毓枋茉捦踩〉玫囊纛l信號和光敏電阻的控制，從而可以實現(xiàn)聲控和光控；燈亮的時間由延時電路的時間長度決定。 利用門電路來完成聲光控的調節(jié)（見圖一） 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?？煽毓栝_關起開關作用，非常重要，由這個開關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 為實現(xiàn)聲控功能，要設制話筒放大電路，主要是由話筒拾音電路（就是把聲音信號變?yōu)殡娦盘栯娐罚捎诼曇粑⑿?，所以加放大電路）和放大電路組成。光敏控制電路實現(xiàn)光控的功能，可以有光敏電阻來實現(xiàn)。音頻放大電路 因話筒輸出的音頻信號小，不能滿足檢波的需要，設制二極管音頻放大電路，倍數(shù)幾千上萬倍。檢波電路音頻信號是交流信號，不用交流信號控制可控硅，需轉換為直流信號，才能控制可控硅，因是小信號，要反映信號的蜂值電路線變化。延遲電路在燈點亮時需要有延遲，檢波輸出直流電壓通過延遲電路是電壓消失，保持一段時間，所保持時間的長短由延遲電路的參數(shù)決定，實際上延遲電路由RC電路組成，時間常數(shù)