【正文】 定正穩(wěn)壓 7805，它的主要參數(shù)有：輸出直流電壓U0=+5V，輸出電流 L： ， M:，電壓調(diào)整率 10mv/v，輸出電阻 R0= ，輸入電壓 Ui的范圍 8～ 10V。它有三個引出端 。若要求負(fù)極性輸出電壓，則可選用 79系列穩(wěn)壓器。 78系列三端式穩(wěn)壓器輸出正極性電壓，一般有 5V、 6V、 9V、 12V、 15V、 18V、 24V七個 檔次，輸出電流最大可達(dá) (加散熱片 )。而在這種類型的器件中，又以三端式穩(wěn)壓器應(yīng)用最為廣泛。集成穩(wěn)壓管的種類很多，應(yīng)根據(jù)設(shè)備對直流電源的要求來進(jìn)行選擇。 集成穩(wěn)壓器 隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，穩(wěn)壓電路也 制成了集成器件。 動態(tài)電阻 RO： 假設(shè)輸入直流電壓 Vi及環(huán)境溫度不變，由于 負(fù)載電流 IC變化 Δ IL引起輸出直流電壓 VO相應(yīng)變化 Δ VO，兩者之比值稱為穩(wěn)壓器的動態(tài)內(nèi)阻，即： (22) 從上式可知， RO越小，則負(fù)載變化對輸出直流電壓的影響越小，一般穩(wěn)壓電路的RO約為 (10～ 102)歐姆。在固定的基準(zhǔn)電壓條件下，改變?nèi)与妷罕染涂梢哉{(diào)節(jié)輸出電壓。要求： IL(VimaxVomin)≤ PCM， IL≤ ICM，式中 Vomax是輸電壓最大可能值， Vomin是輸出電壓最小可能值。 穩(wěn)壓電源的主要指標(biāo) 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 特性指標(biāo) 輸出電流 IL（即額定負(fù)載電流）。它包括四個環(huán)節(jié)：調(diào)壓環(huán)節(jié)、基準(zhǔn)電壓、比較放大器和取樣電路。然后由于 V2按正弦規(guī)律下降，當(dāng) V2＜ VC時，二極管又受反向電壓而截止，電容 C再次經(jīng) RC放電，電容 C如此周而復(fù)始地充放電，負(fù)載上便得一濾波后的鋸齒波電壓VC，使負(fù)載電壓的波動減少了。加入濾波電容后，整流器的負(fù)載具有電容性質(zhì)，電路的工作狀態(tài)完全不同于純電阻的情況。在 V2的正半周內(nèi)， D2D3導(dǎo)通， D1D4截止，負(fù)半周時， D1D4導(dǎo)電， D2D3截止，但是無論在正 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 半周或負(fù)半周，流過的 RL的電流方向是一致的。 半波整流以后，輸入、輸出電流的關(guān)系為： VO= 圖 半波整流電路 橋式整流 圖 22所示電路為橋式整流電路。 半波整流 圖 21所示電路為帶有純阻負(fù)載的單相半波整流電路，當(dāng)變壓器負(fù)邊電壓為正半周時，二極管正向?qū)?，電流?jīng)過二極管流向負(fù)載，而當(dāng)為負(fù)半周時，二極管反偏，電流基本上等于零。國內(nèi)在照明領(lǐng)域已經(jīng)形成一定特色，其中戶外照明發(fā)展最快，已有上百家 LED路燈企業(yè)并建設(shè)了幾十條示范道路，但國內(nèi)在大尺寸LCD背光和汽車前照燈方面仍顯落后。 目前，中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展向好，外延芯片企業(yè)的發(fā)展尤其迅速、封裝企業(yè)規(guī)模繼續(xù)保持較快增長、照明應(yīng)用取得較大進(jìn)展。在 國家半導(dǎo)體照明工程 的推動下，形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚州和石家莊七個國家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基 地。 中國 LED產(chǎn)業(yè)起步于 20世紀(jì) 70年代。隨著市場的快速發(fā)展，美國、日本、歐洲各主要廠商紛紛擴(kuò)產(chǎn)，加快搶占市場份額。高亮度白光 LED的出現(xiàn)，使 LED的應(yīng)用領(lǐng)域由較低亮度的白色背光源，進(jìn)一步拓展至需要高亮度的普通照明領(lǐng)域。 普通照明方面的應(yīng)用 目前普通照明大都采用白織燈、直管熒光燈、節(jié)能燈、高壓鈉燈、金絲燈等，其中以節(jié)能燈、熒光燈為主，白織燈正處于被淘汰、被禁用之列。目前，已有不少城市明確規(guī)定新上交通信號交通燈一律采 用 LED作光源。從結(jié)構(gòu)上講要簡單得多。 在交通信號燈上的應(yīng)用 隨著紅色、黃綠色、藍(lán)綠色等各種顏色的高亮度 LED的商品化， LED已逐漸取代傳統(tǒng)的白熾燈和鎢絲燈作為交通信號燈使用。一般來說，這類裝飾對光源的光通量要求不是很高， LED的亮度完全滿足需要。 1998年，我國在汽車照明上開始大規(guī)模應(yīng)用 LED作后霧燈，當(dāng)時曾帶動一大批企業(yè)去開發(fā) LED燈具。在這方面， LED有無比的優(yōu)越性，因此， LED在汽車上的應(yīng)用非常廣泛。用在體育場和賽馬場的大屏幕顯示，則可以為遠(yuǎn)距離賽場的觀眾及時傳送或再現(xiàn)比賽的細(xì)節(jié)和精彩場面，是現(xiàn)代體育場館設(shè)施中一種必備的、重要的裝置。作為廣告宣傳，由于圖像屏能晝夜顯示活動的圖像，故其效果遠(yuǎn)勝于霓虹燈廣告牌。隨著采用 LED液晶顯示屏的電子設(shè)備產(chǎn)量的增多，對 LED背光源的需求也在不斷上升。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 光源 LED由于亮度低，一般只能作儀器儀表的指示燈，用來指示電源的通斷、開關(guān)狀態(tài)和儀器儀表、家用電器的各種工作狀態(tài)等。經(jīng)過十幾年的努力，到 20世紀(jì) 80年代， LED的光效才達(dá)到 11n/W,但其亮度仍然很低，且價格較貴，所以早期 LED僅用來作為電子產(chǎn)品的指示燈。 LED 的應(yīng)用領(lǐng)域 20世紀(jì) 60年代中期在砷化鎵基片上用磷化物發(fā)明了第一個紅光 LED，其光效提高后， 在 1968年出現(xiàn)了第一個商用紅光 LED。 LED的主波長隨溫度關(guān)系可表示為： (12) 由式可知，每當(dāng)結(jié)溫升高 10℃ ，則波長向長波漂移 1nm，且發(fā)光的均勻性、一致性變差。一般工作在小電流 IF＜ 10mA，或者10~20 mA 長時間連續(xù)點亮 LED 溫升不明顯。 如 LED 的光衰減為原來 35%，壽命＞ 6000h。 長期以來總認(rèn)為 LED 壽命為 106小時，這是指單個 LED 在 IF=20mA 下。測定 t 要花很長的時間，通常以推算求得壽命。器件老化程度與外加恒流源的大小有關(guān)，可描述為 Bt=BO et/τ ， Bt 為 t 時間后的亮度， BO 為初始亮度。當(dāng)環(huán)境溫度不變，電流增大足以引起 pn結(jié)結(jié)溫升高，溫升后 ，亮度呈飽和狀態(tài)。 LED 亮度與外加電流密度有關(guān)，一般的 LED， JO（電流密度）增加 BO 也近似增大。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 圖 發(fā)光亮度曲線 若光源表面是理想漫反射面，亮度 BO 與方向無關(guān)為常數(shù)。 5． 發(fā)光亮度 亮度是 LED 發(fā)光性能又一重要參數(shù)，具有很強(qiáng)方向性。為了進(jìn)一步提高 外部出光效率 η e 可采取以下措施： ① 用折射率較高的透明材料（環(huán)氧樹脂 n= 并不理想）覆蓋在芯片表面； ② 把芯片晶體表面加工成半球形； ③ 用 Eg大的化合物半導(dǎo)體作襯底以減少晶體內(nèi)光吸收。 由于 LED 材料折射率很高 η i≈ 。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 表 11 常見 LED 流明效率（可 見光發(fā)光效率） LED 發(fā)光顏色 λd （ nm） 材料 可見光發(fā)光效率 （ LM/W） 外量子效率 最高值 平均值 紅光 700 660 650 GaP:ZnO GaAIAs GaAsP 12 1~3 黃光 590 GaP:NN 綠光 555 GaP:N ~ 藍(lán)光 465 GaN 10 白光 譜帶 GaN+YAG 小芯片 大芯片 18 品質(zhì)優(yōu)良的 LED 要求 向外輻射的光能量大，向外發(fā)出的光盡可能多，即外部效率要高。若輸入能量為 W=UI，則發(fā)光能量效率 η P=P/W 若光子能量 hc=ev，則 η≈η P，則總光通 F=（ F/P） P=Kη PW 式中 K= F/P。 ② 視覺靈敏度是使用照明與光度學(xué)中一些參量。前者只是用來分析和評價芯片優(yōu)劣的特性。目前單色 LED 的光通量最大約 1 lm，白光 LED 的 F≈ ~ lm（小芯片），對于1mm 1mm的功率級芯片制成白光 LED，其 F=18 lm。可見光 LED 的光通量單位為流明（ lm）。 F為 LED 向各個方向發(fā)光的能量之和，它與工作電流直接有關(guān)。如 GaP 材料可 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 發(fā)出多個峰值波長，而主波長只有一個，它會隨著 LED 長期工作，結(jié)溫升高而主波長偏向長波。主波長就是人眼所能觀察到的，由 LED 發(fā)出主要單色光的波長。 (3)主波長：有的 LED 發(fā)光不單是單一色，即不僅有一個峰值波長；甚至有多個峰值，并非單色光?！鳓?處，存在兩個光強(qiáng)等于峰值（最大光強(qiáng)度）一半的點，此兩點分別對應(yīng) λ p△λ ， λ p+△λ 之間寬度叫譜線寬度，也稱半功率寬度或半高寬度。只有單色光才有 λ p波長。 ⑥ 是標(biāo)準(zhǔn)鎢絲燈。 下圖繪出幾種由不同化合物半導(dǎo)體及 摻雜制得 LED 光譜響應(yīng)曲線。當(dāng)此曲線確定之后，器件的有關(guān)主波長、純度等相關(guān)色度學(xué)參數(shù)亦隨之而定。 。 、 30176。 (2)當(dāng)前幾種常用封裝的散射角 (2θ 1/2 角 )圓形 LED： 5176。 采取上述 措施可使 LED 2θ 1/2 = 6176。 發(fā)光強(qiáng)度的角分布 Iθ 是描述 LED發(fā)光在空間各個方向上光強(qiáng)分布。當(dāng)偏離正法向不同 θ 角度，光強(qiáng)也隨之變化。 LED 大量應(yīng)用要求是圓柱、圓球封裝，由 于凸透鏡的作用，故都具有很強(qiáng)指向性：位于法向方向光強(qiáng)最大，其與水平面交角為 90176。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 LED 光學(xué)特性 發(fā)光二極管有紅外（非可見）與可見光兩個系列，前者可用輻射度，后者可用光度學(xué)來量度其光學(xué)特性。 不同材料制得的 LED 響應(yīng)時間各不相同；如 GaAs、 GaAsP、 GaAlAs 其響應(yīng)時間＜ 109S， GaP 為 107 S。 LED 的點亮?xí)r間 ——上升時間 tr 是指接通電源使發(fā)光亮度達(dá)到正常的 10%開始，一直到發(fā)光亮度達(dá)到正常值的 90%所經(jīng)歷的時 間。圖中 t0 值很小，可忽略?，F(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）。若結(jié)溫為 Tj、 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 外部環(huán)境溫度為 Ta，則當(dāng) Tj＞ Ta 時，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）。由 1MHZ 交流信號用 CV 特性測試儀測得。 2． CV特性 鑒于 LED 的芯片有 9 9mil (250 250um)， 10 10mil， 11 11mil (280 280um)，12 12mil (300 300um)，故 pn 結(jié)面積大小不一，使其結(jié)電容（零偏壓） C≈ n+pf左右。當(dāng)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。 反向死區(qū) ： V＜ 0 時 pn 結(jié)加反偏壓 V= VR 時，反向漏電流 IR（ V= 5V）時， GaP 為 0V， GaN 為 10uA。 IF = IS (e qVF/KT – 1) (11) 為反向飽和電流。 圖 1. 2 IV特性曲線 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 圖 1. 3 CV特性曲線 正向死區(qū)：（圖 12中 oa 或 oa′ 段） a點對于 V0 為開啟電壓，當(dāng) V＜ Va，外加電場尚克服不少因載流子擴(kuò)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，紅色 GaAsP 為 ， GaP 為 ， GaN 為 。 LED 的電學(xué)特性 1． IV特性 表征 LED芯片 pn結(jié)制備性能主要參數(shù)。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 LED 的主要參數(shù) 和特性 LED是利用化合物材料制成 pn結(jié)的光電器件。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱 LED。在某些半導(dǎo)體材料的 PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。 LED結(jié)構(gòu)圖如下圖所示 。 關(guān)鍵詞 ： LED驅(qū)動電路 LTC3454 單鋰 3WLED恒流驅(qū)動 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） II 目 錄 摘 要 ...............................................................................................................................I 目 錄 ............................................................................................................................. II 第一章 緒論 ......................................................................................................