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LED的原理和运行机制

发布者:力锝光电   发布时间:2016-10-13 12:25:02

LED是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极  LED芯片的发展 管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。

LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关,目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。由于LED工作电压低(仅1.5-3V),能主动发光且有一定亮度,亮度又能用电压(或电流)调节,本身又耐冲击、抗振动、寿命长(10万小时),所以在大型的显示设备中,目前尚无其他的显示方式与LED显示方式匹敌。

无论用LED制作单色、双色或三色屏,欲显示图象需要构成象素的每个LED的发光亮度都必须能调节,其调节的精细程度就是显示屏的灰度等级。灰度等级越高,显示的图像就越细腻,色彩也越丰富,相应的显示控制系统也越复杂。一般256级灰度的图像,颜色过渡已十分柔和,而16级灰度的彩色图像,颜色过渡界线十分明显。所以,彩色LED屏当前都要求做成256级灰度的。 

LED的控制系统通常由主控箱、扫描板和显控装置三大部分组成。

主控箱从计算机的显示卡中获取一屏象素的各色亮度数据,然后重新分配给若干块扫描板,每块扫描板负责控制LED屏上的若干行(列),而每一行(列)上LED的显控信号则用串行的方式传送。目前有两种串行传送显示控制信号的方式:

一种方法是扫描板串行传输的内容不是每个LED的开关信号而是一个8位二进制的亮度值。每个LED都有一个自己的脉宽调制器来控制点亮时间。这样,在一个重复点亮的周期内,每个象素点在16级灰度下只需要4个脉冲,256级灰度下只需8个脉冲,大大降低了串行传输频率。用这种分散控制LED灰度的方法可以很方便地实现256级灰度控制。

另一种是扫描板上集中控制各象素点灰度,扫描板将来自控制箱的各行象素的亮度值进行分解(即脉宽调制),然后将各行LED的开通信号以脉冲形式(点亮为1,不亮为0)按行用串行方式传输到相应的LED上,控制其是否点亮。这种方式使用器件较少,但串行传输的数据量较大,因为在一个重复点亮的周期内,每个象素在16级灰度下需要16个脉冲,在256级灰度下需要256个脉冲,由于器件工作频率限制,一般只能使LED屏做到16级灰度。

无论技术怎么革新,LED的基本原理是离不开以上所说的。也正是因为有了这样的技术,我们才得以看到LED电子显示屏,LED电子屏,LED广告屏这样的产品横空出世,来满足我们日益膨胀的对户外广告的要求。

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