發光二極體led（light-emittingdiode）是能將電訊號轉換成光訊號的結型電致發光半導體器件。
1、發光二極體led主要特點
（1）在低電壓（1.5～2.5v）、小電流(5～30ma)的條件下工作，即可獲得足夠高的亮度。
（2）發光響應速度快（10-7～10-9 s），高頻特性好，能顯示脈衝資訊。
（3）單色性好，常見顏色有紅、綠、黃、橙等。
（4）體積小。發光面形狀分圓形、長方形、異形（三角形等）。其中圓形管子的外徑有φ1、φ2、φ3、φ4、φ5、φ8、φ10、φ12、φ15、φ20（mm）等規格，直徑1mm的屬於超微型led。
（5）防震動及抗衝擊穿效能好，功耗低，壽命長。由於led的pn結工作在正嚮導通狀態，本射功耗低，只要加必要的限流措施，即可長期使用，壽命在10萬小時以上，甚至可達100萬小時。
（6）使用靈活，根據需要可製成數碼管、字元管、電平顯示器、點陣顯示器、固體發光板、led平極型電視屏等。
（7）容易與數字積體電路匹配。
2．發光二極體的原理
發光二極體內部是具有發光特性的pn結。當pn結導通時，依靠少數載流子的注入以及隨後的復合而輻射發光。普通發光二極體的外形、符號及伏安特性如圖1 所示。
led正向伏安特性曲線比較陡，在正嚮導通之前幾乎有電流。當電壓超過開啟電壓時，電流就急劇上公升。因此，led屬於電流控制型半導體器件，其發光亮度l（單位cd/m2，讀作坎德拉每平方公尺）與正向電流if近似成正雙，有公式
l =k ifm
式中，k為比例係數，在小電流範圍內（if=1～10ma），m=1.3～1.5。當if>10ma時，m=1，式（5.10.1）簡化成
l =k if
即亮度與正向電流成正比。以磷砷化鎵黃色led為例，相對發光強度與正向電流的關係如圖2所示。led的正向電壓則與正向電流以及管芯的半導體材料有關。
使用時應根據所要求的顯示亮度來選取合適的if值（一般選10ma左右，對於高亮度led可選1～2ma），既保證亮度適中，也不會損壞led。若電流過大，會燒毀led的pn結。此外，led的使用壽命將縮短。
由於發光二極體的功耗低、體積小，色彩鮮豔、響應速度快、壽命長，所以常用作收錄機、收音機和電子儀器的電平指示器、調諧指示器、電源指示器等。發光二極體在正嚮導通時有一定穩壓作用，還可作直流穩壓器中的穩壓二極體，提供基準電壓，兼作電源指示燈。目前市場上還有一種帶反射腔及固定裝置的發光二要管（例如bt104-b2、bt102-f），很容易固定在儀器面板上。
led的輸出光譜決定其發光顏色及光輻射純度，也反映出半導體材料的特性。常見管芯材料有磷化鎵（gap）、砷化鎵（gaasp）、磷砷化鎵（gaalas）、砷鋁化鎵（gan）氮化鎵可發藍光。
3．使用注意事項
（1）管子極性不得接反，一般講引線較長的為正極，引線較短的是負極。
（2）使用中各項引數不得超過規定極限值。正向電流if不允許超過極限工作電流ifm值，並且隨著環境溫度的公升高，必須作降額使用。長期使用溫度不宜超過75℃。
（3）焊接時間應盡量短，焊點不能在管腳根部。焊接時應使用鑷子夾住管腳根部散熱，宜用中性助焊劑（松香）或選用松香焊錫絲。
（4）嚴禁用有機溶液浸泡或清洗。
（5）led的驅動電路必須加限流電阻，一般可取一百歐至幾百歐，視電源電壓而定。
（6）在發光亮度基本不變的情況下，採用脈衝電壓驅動可以節省耗電。對於led點陣顯示器，採用掃瞄顯示方式能大大降低整機功耗。
4．檢查發光二極體的好壞
發光二極體具有單向導電性，使用r×10k檔可測出其正、反向電阻。一般正向電阻應小於30k歐姆，反向電阻應大於1m歐姆。若正、反向電阻均為零，說明內部擊穿短路。
若正、反向電阻均為無窮大，證明內部開路。
常見發光二極體的種類及主要引數見表2。需要說明兩點：第一，對於同種材料的管芯，由於所摻雜質的不同，發光顏色亦不同；第二，led屬於電流控制型器件，vf隨if而變化，所標vf值僅供參考。
此外，根據外形也可以區分發光二極體的正、負極。早期生產的管子帶金屬管座，上面罩一光學透鏡，管側有一突起，靠近突起的是正極。目前生產的led，全部用透明或半透明的環氧樹脂封裝而成，並且利用環氧樹脂構成透鏡，起放大和聚焦作用，這類管子引線較長的為正極。
注意事項：
不推薦使用r×1k檔測量led的正、反向電阻。因為該檔電池電壓e
僅僅測量正、反向電阻，並不能檢查其能否正常發光。由於發光二極體的正向電壓vf一般1.5～2.
5v，而萬用表r×1或r×10檔的電池電壓為 1.5v，所以不能使管子正嚮導通並且發光。r×10k檔的電池電壓雖然較高，但因內阻太大，提供的正向電流很小，管子也不會正常發光。
採用雙表法可以檢查發光二極體的發光情況。最好選同一種型號的兩塊萬用表，均撥一r×1或r×10檔，按圖1(a)所示串聯使用，以提供較高的正向電壓。等效電路見(b)圖。
假定兩塊萬用表均採用mf30型，並且均撥到r×1檔。因為一塊表的電池電壓e=1.5v，歐姆中心值r0=25歐姆，所以總電壓和總電阻分別是
e′= 2e= 2×1.5=3v
r0′= 2r0= 2×25=50歐姆
如果把它們看成一塊新錶，等效電路就簡成（c）圖。新錶的滿度電流是：
im′= e′/ r0′=2e/ 2r0= e/ r0=im
可見滿度電流值並未改變。
發光二極體在使用時應加上限流電阻r，將正向電流if限制在10～30ma為宜，避免功耗太記而損壞管子。一般典型正向電流可選10ma，if的計算公式為
if= e－vf/ r
（c）圖中的r0′能起到限流作用，因此不必另接限流電阻。磷砷化鎵發光二極體的正向壓降較低，為1.7v左右。e′=3v將r0′=50歐姆，可求出用雙表法測量時的正向電流為
if= e′－vf/ r0′=3－1.7/50=26 ma <30 ma
因此對管子沒有危險。電路接通之後，管子能發出晶瑩奪目的紅光。
如果選用的兩塊萬用表r×1檔歐姆中心值不等，設分別為r01、r02，而兩表r×1檔的電池電壓均為e（e=1.5v），則此時
im′=2 e / r01 r02
if=2 e －vf / r01 r02
例項：測量乙隻型號不明的發光二極體。
第一步，判定正、負極。用mf30型萬用表的r×10k檔測得正向電阻為26k歐姆，反向電阻接近無窮大。測正向電阻時，黑錶筆接的就是正極。
第二步，將兩塊mf30型萬用表均撥至r×1檔採用雙表測量，被測管發出艷麗的紅光。若把發光二極體的極性反接，加上反向電壓時管子就不能發光。
然後將兩塊萬用表撥於r×10檔，管子發光暗淡。這是因為總電阻r0′=2×250=500歐姆，提供的正向電流較小所致。此時
if≈3－1.7/500=2.6 ma
注意事項：
（1）採用雙表法必須先調整好兩塊萬用表的歐姆零點。
（2）為了不損壞被測發光二極體，測量前應計算im′值，若im′≥50ma，需選擇r×10檔。例如，兩塊500型萬用表r×1檔串聯後的總電阻 r0=20歐姆，im′=im=75ma>50ma。改用r×1檔時im′=7.
5 ma，與典型正向電流if=10ma就比較接近。
實際上發光二極體本身尚有1.5～2.5v壓降，因此上述結果均留有一定餘量。
假如不知道被測發光二極體的正向電壓，也不清楚im′值。建議先把兩塊表都撥到r×10檔，若發光很暗，再改撥r×1檔。
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