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2、审：栾良龙新世纪高职高专新世纪高职高专新世纪高职高专新世纪高职高专电子信息类课程规划教材电子信息类课程规划教材电子信息类课程规划教材电子信息类课程规划教材 第章第章 发光器件发光器件 【知识目标】【知识目标】 了解常见发光器件的种类、基本结构、基本工作原理、主要参数。了解常见发光器件的种类、基本结构、基本工作原理、主要参数。 掌握常见的发光器件的电路符号，主要特点和应用领域。掌握常见的发光器件的电路符号，主要特点和应用领域。 【技能目标】【技能目标】 正确识别和检测常用的发光器件。正确识别和检测常用的发光器件。 掌握共阴极掌握共阴极LED数码管、共阳极数码管、共阳极LED数码管电路结构。数码管
3、电路结构。 能自作简单发光器件的应用电路。的基础知识能自作简单发光器件的应用电路。的基础知识什么是发光器件？什么是发光器件？发光器件包括能够将电信号转换为光的发光二发光器件包括能够将电信号转换为光的发光二极管、由发光二极管组成的极管、由发光二极管组成的LED数码、新型发数码、新型发光器件光器件LCD夜晶显示屏等电子器件。夜晶显示屏等电子器件。1发光二极管的分类发光二极管的分类（1）按发光光谱可分为：）按发光光谱可分为：可见光可见光LED和红外光和红外光LED两类，其中可见光两类，其中可见光LED包括白、红、绿、黄、橙、包括白、红、绿、黄、橙、蓝等颜色。发光效果可分为固定颜色蓝等颜色。发光效果可
4、分为固定颜色LED和变色和变色LED两类，其中变色两类，其中变色LED包包括双色和三色等。括双色和三色等。（2）按发光管发光面特征分）按发光管发光面特征分 按发光管发光面特征分圆形管、方形、矩形管、面发光管、侧向管、表面安按发光管发光面特征分圆形管、方形、矩形管、面发光管、侧向管、表面安装微型发光管等。装微型发光管等。 圆形发光二极管按直径分为圆形发光二极管按直径分为2mm、4.4mm、5mm、8mm、10mm及及20mm等。等。 9.1显示器件的基础知识1.1.发光二极管发光二极管1发光二极管的分类发光二极管的分类（3）从发光强度角分布图来分有三类：）从发光强度角分布图来分有三类： .高指向
5、性。高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半功率角为不加散射剂。半功率角为5 20或更小，具有很高的指向性，或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光传感器联用以组成自动检测系统。可作局部照明光源用，或与光传感器联用以组成自动检测系统。 .标准型。标准型。通常作指示灯用，其半功率角为通常作指示灯用，其半功率角为20 45。 .散射型。散射型。这是视角较大的发光二极管，半功率角为这是视角较大的发光二极管，半功率角为45 90或更大，散射剂的用量较大。或更大，散射剂的用量较大。9.1显示器件的基础知识1.1.发光二极
6、管发光二极管发光二极管的符号发光二极管的符号文字符号为“VD” 发光二极管的性能指标发光二极管的性能指标（1 1）最大工作电流）最大工作电流I I FMFM（2 2）最大反向电压）最大反向电压U U RM RM （3 3）允许功耗）允许功耗PmPm（4）工作环境：）工作环境： 发光二极管可正常工作的环境温度范围。超出此范围，发光二极管将不能正发光二极管可正常工作的环境温度范围。超出此范围，发光二极管将不能正常工作。常工作。（5）发光强度）发光强度IV发光强度是衡量发光二极管能力大小的指标，发光二极管不同发光方向上的强度不同，发光强度是衡量发光二极管能力大小的指标，发光二极管不同发光方向上的强度
7、不同，其单位为坎德拉（其单位为坎德拉（cd）。）。（6）正向工作电流）正向工作电流If是指发光二极管正常发光是的正向电流值，在实际应用中一般在最大正向直流电流是指发光二极管正常发光是的正向电流值，在实际应用中一般在最大正向直流电流IFM 的的60%以内。以内。9.1显示器件的基础知识1.1.发光二极管发光二极管发光二极管特点发光二极管特点发光二极管具有工作电压很低（有的仅一点几伏）、工作电流很小发光二极管具有工作电压很低（有的仅一点几伏）、工作电流很小（零点几毫安即可发光）、抗冲击和抗震性能好、响应时间短、可（零点几毫安即可发光）、抗冲击和抗震性能好、响应时间短、可靠性高、寿命长、有利于环保等
8、特点；同时，控制其工作电流强弱靠性高、寿命长、有利于环保等特点；同时，控制其工作电流强弱便可以改变发光的强弱。所以，发光二极管在一些光电控制设备中便可以改变发光的强弱。所以，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在电子设备中用作信号显示器，通过多个发光二极管的用作光源，在电子设备中用作信号显示器，通过多个发光二极管的组合，构成其它形式发光部件等。组合，构成其它形式发光部件等。 9.1显示器件的基础知识1.1.发光二极管发光二极管发光二极管作用发光二极管作用发光二极管的主要作用是指示和光发射，并可作为稳压管使用。发光二极管广泛应用在显示、指示、遥控和通信领域。主要应用领域有：手机应用：手机应用
9、：屏背光源，按键灯、闪光灯、数码相机背光源等。显示屏：显示屏：户外显示屏、文字屏、全彩屏、液晶电视背光源等。汽车应用：汽车应用：高位刹车灯、尾灯、转向灯、阅读灯、仪表盘灯等。信号灯：信号灯：交通信号灯、铁路、航空指示灯等。照明应用：照明应用：建筑景观、装饰灯、特殊光源、轮廓灯、闪光灯等。其它应用：其它应用：工业电子、消费电子、小型室内显示等。9.1显示器件的基础知识1.1.发光二极管发光二极管特殊发光二极管特殊发光二极管（）双色发光二极管（）双色发光二极管9.1显示器件的基础知识1.1.发光二极管发光二极管双色发光二极管是将两种发光颜色（常双色发光二极管是将两种发光颜色（常见的为红色和绿色）的
10、管芯反向并联后封见的为红色和绿色）的管芯反向并联后封装在一起，当工作电压为左正右负时，电装在一起，当工作电压为左正右负时，电流流I1通过管芯通过管芯VD1使其发红光；当工作电使其发红光；当工作电压为左负右正时，电流压为左负右正时，电流I2通过管芯通过管芯VD2使使其发绿光。其发绿光。可以用脉冲驱动的方式使双色可以用脉冲驱动的方式使双色LED发出发出其化颜色的光。如图其化颜色的光。如图99所示，在双色所示，在双色LED左右两端分别接入互为反相的脉冲左右两端分别接入互为反相的脉冲电压电压CP1和和CP2。只要。只要CP频率足够高，频率足够高，当当CP1和和CP2占空比相同时，双色占空比相同时，双色
11、LED发橙色光；当发橙色光；当CP1占空比小于占空比小于CP2占空占空比时，双色比时，双色LED发偏绿光。发偏绿光。（）变色发光二极管（）变色发光二极管 共阴极接法共阴极接法共阴极共阴极3引脚变色引脚变色LED内部结构，两种发光颜色（通常为红、绿色）的管芯负极内部结构，两种发光颜色（通常为红、绿色）的管芯负极连接在一起。连接在一起。3引脚中，左右两边的引脚分别为红、绿色引脚中，左右两边的引脚分别为红、绿色LED的正极，中间的引脚的正极，中间的引脚为公共负极。为公共负极。 9.1显示器件的基础知识1.1.发光二极管发光二极管（）变色发光二极管（）变色发光二极管 共阳极接法共阳极接法共阴极共阴极3
12、引脚变色引脚变色LED内部结构，两种发光颜色（通常为红、绿色）的管芯负极内部结构，两种发光颜色（通常为红、绿色）的管芯负极连接在一起。连接在一起。3引脚中，左右两边的引脚分别为红、绿色引脚中，左右两边的引脚分别为红、绿色LED的正极，中间的引脚的正极，中间的引脚为公共负极为公共负极。9.1显示器件的基础知识1.1.发光二极管发光二极管（）三色发光二极管（）三色发光二极管共阴极接法共阴极接法共阴极共阴极4引脚三色引脚三色LED内部结构，内部结构，3种发光颜色（例如红、蓝绿三种发光颜色（例如红、蓝绿三色）的管芯负极连接在一起。色）的管芯负极连接在一起。4引脚中，引脚中，脚为绿色脚为绿色LED的正极
13、，的正极，脚为蓝色脚为蓝色LED的正极，的正极，脚为公共负极，脚为公共负极，脚为红色脚为红色LED的正的正极。使用时，公共负极脚接地，其余引脚按需要拉入工作电压即极。使用时，公共负极脚接地，其余引脚按需要拉入工作电压即可。可。 9.1显示器件的基础知识1.1.发光二极管发光二极管（）三色发光二极管（）三色发光二极管共阳极接法共阳极接法共阳极共阳极4引脚三色引脚三色LED内部结构，内部结构，3种发光颜色的管芯正极种发光颜色的管芯正极连接在一起。使用时，公共正极连接在一起。使用时，公共正极脚接工作电压，其余引脚接工作电压，其余引脚按需要接地即可。脚按需要接地即可。 9.1显示器件的基础知识1.1.
14、发光二极管发光二极管（）电压型发光二极管（）电压型发光二极管电压型发光二极管又称带阻发光二极管，其电压型发光二极管又称带阻发光二极管，其带阻带阻LED已将限流电阻做到了发光二极管内，已将限流电阻做到了发光二极管内，只要接入规定的直流电压即可发光。只要接入规定的直流电压即可发光。（）自闪发光二极管（）自闪发光二极管 9.1显示器件的基础知识1.1.发光二极管发光二极管（）红外发光二极管（）红外发光二极管 红外发光二极管与普通发光二极管的原理、结构工艺及外红外发光二极管与普通发光二极管的原理、结构工艺及外形基本相同，但它们的管心材料有所不同。普通发光二极形基本相同，但它们的管心材料有所不同。普通发
15、光二极管的材料有磷化镓、磷砷化镓等，而红外发光二极管的材管的材料有磷化镓、磷砷化镓等，而红外发光二极管的材料为砷化镓、砷铝化镓。红外发光二极管与普通发光二极料为砷化镓、砷铝化镓。红外发光二极管与普通发光二极管的最显著的差别是红外发光二极管发出的是人眼看不见管的最显著的差别是红外发光二极管发出的是人眼看不见的红外光，而普通二极管发出的是可见光。的红外光，而普通二极管发出的是可见光。9.1显示器件的基础知识1.1.发光二极管发光二极管1LED数码管的种类数码管的种类（）按显示字形分为数字管和符号管；（）按显示位数分为位、双位和多位数码管；（）按内部连接方式分为共阴极数码管和共阳极数码管两种；（）按
16、字符颜也红色、绿色、黄色和橙色等。段数码管是应用较多的一种数码管。 LED数码管的符号数码管的符号文字符号既是“”， 9.1显示器件的基础知识2. 2. LED数码管数码管LED数码管的特点和原理数码管的特点和原理（）（）LED数码管的特点数码管的特点 LED数码管的特点是发光亮度高、响应时间快、高频特性驱动电路简单等，而且体积小、重量轻、寿命长和耐冲击性能好。（）（）LED数码管的显示原理数码管的显示原理7段数码管将7个笔画段组成“8”字形，能够显示“”10个数字和“AF”6个字母，用于二进制、十进制以及十六进制数的显示。 9.1显示器件的基础知识2. 2. LED数码管数码管LED数码管的
17、特点和原理数码管的特点和原理（3）共阴极和共阳极LED数码管内部电路 9.1显示器件的基础知识2. 2. LED数码管数码管液晶显示屏简称，是一种新型显示器件，体积小、液晶显示屏简称，是一种新型显示器件，体积小、厚度薄、重量轻、寿命长、工作电压低、功耗微、强光照厚度薄、重量轻、寿命长、工作电压低、功耗微、强光照下显示救果好等特点，广泛应用在数字仪表、电子钟表、下显示救果好等特点，广泛应用在数字仪表、电子钟表、电子日历、计算器、电话机以及数码设备中。电子日历、计算器、电话机以及数码设备中。9.1显示器件的基础知识3.3.夜晶显示屏夜晶显示屏1夜晶显示屏的分类夜晶显示屏的分类扭曲向列型、即型、超扭
18、曲型、即型、宾主型，扭曲向列型、即型、超扭曲型、即型、宾主型，即即GH型、需配背光照明，可通过不同颜色的滤光片实现彩型、需配背光照明，可通过不同颜色的滤光片实现彩色显示。透射型、反射型和投影型等静态驱动显示型多路寻色显示。透射型、反射型和投影型等静态驱动显示型多路寻址动态驱动显示型址动态驱动显示型 9.1显示器件的基础知识3.3.夜晶显示屏夜晶显示屏液晶显示屏的结构液晶显示屏的结构在两块玻璃基板间填充有液晶材料，上、下玻璃基板上都制在两块玻璃基板间填充有液晶材料，上、下玻璃基板上都制作有透明电极，在上玻璃基板上面和下玻璃基板下面分别有作有透明电极，在上玻璃基板上面和下玻璃基板下面分别有上、下偏
19、振片，在下偏振片下面还有反射板。上、下偏振片，在下偏振片下面还有反射板。9.1显示器件的基础知识3.3.夜晶显示屏夜晶显示屏液晶显示屏的显示原理液晶显示屏的显示原理 液晶是一种介于固体和液体之间的特殊物质，具有类似于晶体的性质，能够改变通过液晶是一种介于固体和液体之间的特殊物质，具有类似于晶体的性质，能够改变通过光线的偏振方向，并且这种改变是可以用电来控制的。液晶显示屏的工作原理就是基光线的偏振方向，并且这种改变是可以用电来控制的。液晶显示屏的工作原理就是基于液晶的这种特性。于液晶的这种特性。当未加电压时，入射光穿过液晶和偏振片后能够被反射板反射回来，我们看到的就是当未加电压时，入射光穿过液晶
20、和偏振片后能够被反射板反射回来，我们看到的就是亮白色。亮白色。当在上、下电极之间加上驱动电压时，电极部位的液晶在电场作用下改变了偏光性，当在上、下电极之间加上驱动电压时，电极部位的液晶在电场作用下改变了偏光性，使得入射光不能够被反射板反射回来，我们看到的就是黑色。把电极做成字符状，我使得入射光不能够被反射板反射回来，我们看到的就是黑色。把电极做成字符状，我们看到的就是黑色的字符了。们看到的就是黑色的字符了。9.1显示器件的基础知识3.3.夜晶显示屏夜晶显示屏普通发光二极管引脚普通发光二极管引脚发光二极管是一个有正、负极之分的器件，使用前发光二极管是一个有正、负极之分的器件，使用前应先分清它的正
21、、负极。发光二极管两引脚中，较应先分清它的正、负极。发光二极管两引脚中，较长的是正极，较短、的是负极。对于透明或半透明长的是正极，较短、的是负极。对于透明或半透明塑料装的发光二极管，可以用肉眼观察到它的内部塑料装的发光二极管，可以用肉眼观察到它的内部电极的形状，正极的内电极较小，负极的内电极较电极的形状，正极的内电极较小，负极的内电极较大大 。9.2显示器件的基础实训1.1.发光二极管识别发光二极管识别变色发光二极管引脚变色发光二极管引脚 9.2显示器件的基础实训1.1.发光二极管识别发光二极管识别1一位共阳极数码管的引脚一位共阳极数码管的引脚、两引脚为公共正极（该两引脚内部已连接在一起），其
22、余8只引脚分为7段笔画和1个小数点的负极。一位共阴极数码管的引脚一位共阴极数码管的引脚3、8两引脚为公共负极（该两引脚内部已连接在起），其余8只引脚分为7段笔画和1个小数点的正极。9.2显示器件的基础实训2. 2. LED数码管识别数码管识别两位共阴极数码管的引脚两位共阴极数码管的引脚、两引脚分别为个位和十位的公共负极，其余16只引脚分别为个位和十位的笔画与小数点的正极。 9.2显示器件的基础实训2. 2. LED数码管识别数码管识别检测发光二极管检测发光二极管必须使用必须使用“1”挡。发光二极管的管压降为挡。发光二极管的管压降为2V左右，而万用表左右，而万用表“1”及其以下各电阻挡表内电池仅
23、为及其以下各电阻挡表内电池仅为1.5V， “1”挡时表内接有挡时表内接有15V（有些万用表为（有些万用表为9V）高压电池，黑表笔接）高压电池，黑表笔接LED正极，红表笔接正极，红表笔接LED负负极，表针应偏转过半，同时极，表针应偏转过半，同时LED中有一发光亮点，再将两表笔对调后与中有一发光亮点，再将两表笔对调后与发光二极管相接，表针应不动，发光二极管相接，表针应不动，LED无发光亮点。无发光亮点。9.3显示器件的技能实训1.1.发光二极管的检测发光二极管的检测检测双色发光二极管检测双色发光二极管表笔对调前后测量的都是表笔对调前后测量的都是LED的正向电的正向电阻，表针指示的阻值都较小，但两次
24、测阻，表针指示的阻值都较小，但两次测量的不是同一个管芯，量的不是同一个管芯，LED中的发光亮中的发光亮点应分别为两种颜色。点应分别为两种颜色。检测变色发光二极管检测变色发光二极管红表笔接变色红表笔接变色LED的中间引脚，黑表笔的中间引脚，黑表笔分别接左右两引脚，分别接左右两引脚，LED应分别有不同应分别有不同颜色的发光亮点，同时表针指示颜色的发光亮点，同时表针指示LED的的正向电阻。正向电阻。9.3显示器件的技能实训1.1.发光二极管的检测发光二极管的检测检测三色发光二极管检测检测三色发光二极管检测红表笔接公共负极红表笔接公共负极脚，黑表笔分别脚，黑表笔分别接其余接其余3只引脚，只引脚，LED
25、应分别有不同应分别有不同颜色的发光亮点，同时表针指示颜色的发光亮点，同时表针指示LED的正向电阻。检测共阳极的正向电阻。检测共阳极4引脚三色引脚三色发光二极管时，将红、黑表笔对调即发光二极管时，将红、黑表笔对调即可。可。9.3显示器件的技能实训1.1.发光二极管的检测发光二极管的检测检测自闪发光二极管检测自闪发光二极管红黑表笔交替接管子的两个极，当红黑表笔交替接管子的两个极，当发现指针轻微抖动的一次，黑表笔发现指针轻微抖动的一次，黑表笔所接的是二极管的正极。这种现象所接的是二极管的正极。这种现象说明自闪二极管内部的集成电路在说明自闪二极管内部的集成电路在万用表内部万用表内部15V电池电压的作用
26、电池电压的作用下开始振荡，输出的脉冲电流使指下开始振荡，输出的脉冲电流使指针抖动，只是因为工作电压太低，针抖动，只是因为工作电压太低，还不能使发光二极管发光而已，但还不能使发光二极管发光而已，但此时的接法是正确的。此时的接法是正确的。9.3显示器件的技能实训1.1.发光二极管的检测发光二极管的检测万用表置于“1”挡，对于共阴极数码管，红表笔接公共极，黑表笔依次分别接各笔段进对于共阴极数码管，红表笔接公共极，黑表笔依次分别接各笔段进行检测。行检测。阳极数码管，万用表黑表笔接公共极，红表笔依次分别各笔段进行阳极数码管，万用表黑表笔接公共极，红表笔依次分别各笔段进行检测。检测。9.3显示器件的技能实
27、训2. 2. LED数码管检测数码管检测数字万用表置于数字万用表置于“二极管测量二极管测量”挡，两表笔（不分正负、负）分别挡，两表笔（不分正负、负）分别接触液晶显示屏的两只引脚。如出现笔画显示，说明其中有一只引接触液晶显示屏的两只引脚。如出现笔画显示，说明其中有一只引脚为脚为COMCOM端端( (公共端公共端) )，这时将一表笔换接到另外一只引脚，如仍出，这时将一表笔换接到另外一只引脚，如仍出现笔画显示，说明末移动的那一个表笔所接引脚即为现笔画显示，说明末移动的那一个表笔所接引脚即为COMCOM端，找出端，找出COMCOM端后，一表笔接端后，一表笔接COMCOM端，另一表笔依次接触各引脚，相应笔画应端，另一表笔依次接触各引脚，相应笔画应有显示，否则说明该笔画己损坏。有显示，否则说明该笔画己损坏。9.3显示器件的技能实训 2.2.数字万用表检测夜晶显示屏数字万用表检测夜晶显示屏 本章小结本章介绍了发光二极管、特殊发光二极LED数码液晶显示屏的分类、特点和作用；介绍了需要掌握基础技能有发光二极管、特殊发光二极LED数码液晶显示屏的分类、特点和识别方法；需要掌握操作技能有有发光二极管、特殊发光二极LED数码液晶显示屏的性能检测。
