发光二极管(led)现在已经取代了大多数其他照明技术。由于其多功能性、低成本和高效率，led现在用于各种类型的应用中，包括最不同的情况：状态指示器、LCD显示器的背光以及传统或大气照明都是使用led代替传统光源的更方便的领域(经济上而非技术上)。我们先来看看强制LED作为光源标准的特点以及相关的应用类型。
发光二极管物理学
LED是以二极管为基础的有源半导体电子元件。“发光二极管”这个词强调了这种技术无非是一种具有几何和物理特性的pn结，旨在利用半导体的电致发光效应。事实上，通过用大于阈值(或正向)电压的足够电压直接偏置pn结，结附近的电荷从能级移动到能级；当空穴和电子复合时，如果释放的能量足够高，就会发射出光子，它们的频率(因此颜色)和发光强度取决于材料的物理特性和施加在器件上的电压水平。这是彩色LED背后的基础。
除了发射光的颜色之外，触发电流的最小阈值电压还取决于器件的半导体类型；实现led最常用的材料有AlGaAs、GaAlP、GaAsP、SiC、GaN、GaP、Si、c。
LED设备的驱动
LED是由电流驱动的电子元件。因此，驱动电路中必须始终提供一个限流电阻。没有它，元件看到的唯一电阻将是结本身的内阻。不受限制的电流会带来损坏元件的风险，并导致不同器件之间的行为偏差。
图1显示了驱动LED的基本方案。在该电路中，正电压提供给MOSFET的基极，触发漏极和源极之间的电流，从而打开漏极上的LED。注意限流电阻的存在。假设元件的最佳正向电流为If、阈值电压Vth和LED的电源电压Vin，则限流电阻的大小计算为r=(VinVth)/If。例如，用作电源状态指示器的经典led可以具有Vth=1.8 V和If=20mA；假设向电路提供电压Vin=5 V，限流电阻的值为r=(51.8)/0.02=160。
图1:1:LED驱动器的基本电路(来源：Davide Di Gesualdo)
当由微控制器驱动时，使用所提出的方案；在这种情况下，总是建议使用能够承受LED正向电流的晶体管(或类似元件):如果该元件直接连接到微控制器的GPIO，损坏芯片的风险(由于电流)将非常高。显然，如果你需要驱动一个大功率的LED(甚至可以吸收3 W或5 W以上的功率)，就需要使用与所需电流一致的驱动器。在这方面，Cypress Power PSoC系列微控制器值得注意，因为它可以直接在芯片中提供功率MOSFET，这对于通过最小化周围电路来驱动功率LED非常有用。
让LED在照明领域大行其道的一个特点，无疑是利用脉宽调制技术实现调光的可能性，即增加或减少LED中流动的电流(所以要检查它的光通量)。该技术包括施加具有可变占空比的方波控制信号：因此，所使用的电流将与施加波的时间Ton成比例，从而允许电子控制LED的亮度。
图2: PWM操作
显然，如果需要精确的亮度控制，应用极其简单的PWM技术可能是无效的。其实请记住，由于LED在各方面都是二极管，其电压/电流特性是非线性的，所以通过修改占空比得到的电流变化也是非线性的。
为了克服这个缺点，需要使用专门设计的LED驱动器来提供对应于比例电压信号的恒定电流。这种解决方案避免了发光元件的连续开关周期，提高了设备的持续时间和发射光的质量，因为它不会闪烁。
LED的常见应用
如上所述，led应用广泛，也是因为有不同的类型可供选择。
根据耗散的功率(即产生的光通量)，我们基本上可以找到三种类型的LED:低功率LED、高亮度LED和高功率LED。
小功率LED的典型正向电流为15 mA，在电子设备中用作状态指示器(通电指示器、连接状态指示器、设备间的通信指示器等。).它们的用途是最经典最古老的，它们的封装是PTH和SMD。对于这种类型的设备，不需要照明角度。
高亮度LED的典型正向电流范围为30 mA至100 mA，可用作弱照明元件(例如，人行道指示灯)，但其主要用途是作为分段显示器和LCD面板中的背光。后者大大促进了LED的普及，因为现代电视的液晶面板大多采用LED背光。
功率LED的正向电流范围超过100 mA。不难想象，这类设备的成本明显高于其他两类，其热特性需要针对设备的散热方式进行精心设计。大功率LED的典型应用无疑是功能性和环境照明；这种类型的单个设备甚至可以发出超过350流明的光，将多个led组合起来就可以获得一个真正的路灯，以至于在路边发现配备这种技术的照明灯已经不再罕见。我们的城市；说实话，LED路灯的公共照明是智慧城市的基石之一。
发光二极管的新领域
近年来，市场上出现了一种利用有机元件(确切地说是塑料导电聚合物)和这些材料的电致发光的技术。这是一种称为有机led(有机发光二极管)的技术，用于制造显示器，具有允许创建薄而柔性的设备的特点，尤其适用于可穿戴设备和移动世界。与使用LED作为LCD背光不同，有机发光二极管构成了显示器本身的有源矩阵！到目前为止，仍然没有能够使这项技术具有经济竞争力的规模经济，但是研究已经取得了进展，并且已经进行了许多生产工艺(AMOLED、PHOLED、PLED、SM-有机发光二极管、SOLED、TOLED)来验证唐子红。
