發(fā)光二極管(LED)工作原理

發(fā)光二極管工作原理

發(fā)光二極管通常稱為L(zhǎng)ED，它們雖然名不見(jiàn)經(jīng)傳，卻是電子世界中真正的英雄。它們能完成數(shù)十種不同的工作，并且在各種設(shè)備中都能找到它們的身影。它們用途廣泛，例如它們可以組成電子鐘表表盤上的數(shù)字，從遙控器傳輸信息，為手表表盤照明并在設(shè)備開(kāi)啟時(shí)向您發(fā)出提示。如果將它們集結(jié)在一起，可以組成超大電視屏幕上的圖像，或是用于點(diǎn)亮交通信號(hào)燈。

本質(zhì)上，LED只是一種易于裝配到電子電路中的微型燈泡。但它們并不像普通的白熾燈，它們并不含有可燒盡的燈絲，也不會(huì)變得特別燙。它們能夠發(fā)光，僅僅是半導(dǎo)體材料內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，并且它們的壽命同普通的晶體管一樣長(zhǎng)。

在本文中，我們會(huì)分析這些無(wú)所不在的閃光元件背后的簡(jiǎn)單原理，與此同時(shí)也會(huì)闡明一些饒有趣味的電學(xué)及光學(xué)原理。

二極管是最簡(jiǎn)單的一種半導(dǎo)體設(shè)備。廣義的半導(dǎo)體是指那些具有可變導(dǎo)電能力的材料。大多數(shù)半導(dǎo)體是由不良導(dǎo)體摻入雜質(zhì)（另一種材料的原子）而形成的，而摻入雜質(zhì)的過(guò)程稱為摻雜。

就LED而言，典型的導(dǎo)體材料為砷化鋁鎵(AlGaAs)。在純凈的砷化鋁鎵中，每個(gè)原子與相鄰的原子聯(lián)結(jié)完好，沒(méi)有多余的自由電子（帶負(fù)電荷的粒子）來(lái)傳導(dǎo)電流。而材料經(jīng)摻雜后，摻入的原子打破了原有平衡，材料內(nèi)或是產(chǎn)生了自由電子，或是產(chǎn)生了可供電子移動(dòng)的空穴。無(wú)論是自由電子數(shù)目的增多還是空穴數(shù)目的增多，都會(huì)增強(qiáng)材料的導(dǎo)電性。

具有多余電子的半導(dǎo)體稱為N型材料，因其含有多余的帶負(fù)電荷的粒子。在N型材料中，自由電子能夠從帶負(fù)電荷的區(qū)域移往帶正電荷的區(qū)域。

擁有多余空穴的半導(dǎo)體稱為P型材料，因?yàn)樗�在�?dǎo)電效果上相當(dāng)于含有帶正電荷的粒子。電子可以在空穴間轉(zhuǎn)移，從帶負(fù)電荷的區(qū)域移往帶正電荷的區(qū)域。因此，空穴本身就像是從帶正電荷的區(qū)域移往帶負(fù)電荷的區(qū)域。

一個(gè)二極管由一段P型材料同一段N型材料相連而成，且兩端連有電極。這種結(jié)構(gòu)只能沿一個(gè)方向傳導(dǎo)電流。當(dāng)二極管兩端不加電壓時(shí)，N型材料中的電子會(huì)沿著層間的PN結(jié)(junction)運(yùn)動(dòng)，去填充P型材料中的空穴，并形成一個(gè)耗盡區(qū)。在耗盡區(qū)內(nèi)，半導(dǎo)體材料回到它原來(lái)的絕緣態(tài)即所有的空穴都被填充，因而耗盡區(qū)內(nèi)既沒(méi)有自由電子，也沒(méi)有供電子移動(dòng)的空間，電荷則不能流動(dòng)。

在PN結(jié)(junction)內(nèi)，N型材料中的自由電子填充了P型材料中的空穴。

這樣，在二極管的中間就產(chǎn)生了一個(gè)絕緣層，稱為耗盡區(qū)。為了使耗盡區(qū)消失，必須使電子從N型區(qū)域移往P型區(qū)域，同時(shí)空穴沿相反的方向移動(dòng)。為此，您可以將二極管N型的一端與電路的負(fù)極相連，同時(shí)P型的那一端與正極相連。N型材料中的自由電子被負(fù)極排斥，又被正極吸引；而P型材料中的空穴會(huì)沿反方向移動(dòng)。如果兩電極之間的電壓足夠高，耗盡區(qū)內(nèi)的電子會(huì)被推出空穴，從而再次獲得自由移動(dòng)的能力。此時(shí)耗盡區(qū)消失，電荷可以通過(guò)二極管。

當(dāng)電路的負(fù)極與N型層、正極與P型層相連時(shí)，

電子和空穴開(kāi)始遷移，而耗盡區(qū)將消失。

如果您試圖讓電流沿反方向流動(dòng)，將P型端連接到電路負(fù)極、N型端連接到正極的話，電流將不會(huì)流動(dòng)。N型材料中帶負(fù)電的電子會(huì)被吸引到正極上；P型材料中帶正電的空穴則會(huì)被吸引到負(fù)極上。由于空穴與電子各自沿著錯(cuò)誤的方向運(yùn)動(dòng)，PN結(jié)將不會(huì)有電流通過(guò)，耗盡區(qū)也會(huì)擴(kuò)大。（有關(guān)整個(gè)過(guò)程的更多信息，請(qǐng)參閱半導(dǎo)體工作原理。）

當(dāng)電路的正極連接到N型層、負(fù)極連接到P型層時(shí)，自由電子會(huì)聚集在二極管的一端，同時(shí)空穴會(huì)聚集在另一端。耗盡區(qū)會(huì)擴(kuò)大。

在這種情形下，電子同空穴之間的相互作用會(huì)產(chǎn)生一個(gè)有趣的副作用發(fā)光！在下一節(jié)，我們將探討其來(lái)龍去脈。

光是一種能量形式，可由原子釋出。光由一些具有能量和動(dòng)量但無(wú)質(zhì)量的類粒子束組成。這些粒子稱為光子，是光的最基本單位。

電子的躍遷會(huì)釋放出光子。在原子結(jié)構(gòu)中，電子在原子核周圍的軌道中運(yùn)動(dòng)。電子在不同的軌道中具有不同的能量值。通常，能量更高的電子在離原子核更遠(yuǎn)的軌道中運(yùn)動(dòng)。

為了讓電子能夠從低能軌道躍遷至高能軌道，就必須提高它的能級(jí)。反過(guò)來(lái)，電子從高能軌道跌落至低能軌道時(shí)則會(huì)釋出能量。這種能量就以光子的形式得到釋放。能量差約大，釋出的光子能量就越大，繼而表現(xiàn)為更高的頻率。（有關(guān)詳細(xì)說(shuō)明，請(qǐng)查看光的原理。）

我們?cè)谏弦还?jié)已經(jīng)了解到，自由電子通過(guò)二極管時(shí)會(huì)陷入P型層中的空穴。這一過(guò)程涉及電子從傳導(dǎo)帶到低軌道的跌落，因而電子會(huì)以光子的形式釋放出能量。這種情況在所有的二極管中都會(huì)發(fā)生，但只有當(dāng)二極管由某些特定材料制成時(shí)，您才能看到光子。舉例來(lái)說(shuō)，普通硅二極管中的原子會(huì)以一種特定方式排列，在這種排列下，電子跌落的距離相對(duì)而言比較短，這導(dǎo)致產(chǎn)生的光子頻率過(guò)低（它們?cè)诠庾V中處于紅外線區(qū)域），不能為人眼所見(jiàn)。當(dāng)然，這也不一定就是壞事：紅外線LED有很多用途，例如它是制造遙控器的理想元件。

續(xù)

可見(jiàn)光發(fā)光二極管(VLED)，例如用來(lái)點(diǎn)亮電子鐘表中的數(shù)字的發(fā)光二極管，其構(gòu)成材料就以傳導(dǎo)帶與低軌道之間的間隙較大為特征。間隙的大小決定光子的頻率從而決定了光的顏色。盡管所有的二極管都能發(fā)光，但大多數(shù)發(fā)光效果并不好。在普通二極管內(nèi)，大量的光能最終會(huì)被半導(dǎo)體材料自身吸收。LED因其獨(dú)特的構(gòu)造，可以向外釋放大量的光子。另外，它們被安置在一個(gè)可以將光線匯聚到某一特定方向的塑料燈泡里面。如下圖所示，二極管發(fā)出的大部分光線被燈泡側(cè)壁反射回來(lái)，然后繼續(xù)傳播，直至它們穿過(guò)燈泡的圓形頂端。

與傳統(tǒng)白熾燈相比，LED有幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。首先，它們不含可燒盡的燈絲，因而壽命更長(zhǎng)；另外，小型塑料燈泡使得它們更加耐用。還有，它們也易于裝配到現(xiàn)代電路中去。

而LED最主要的優(yōu)勢(shì)在于其高效性。傳統(tǒng)的白熾燈泡在發(fā)光過(guò)程中會(huì)散發(fā)出大量熱量（因?yàn)闊艚z需要加熱）。這些熱能將是徹頭徹尾的浪費(fèi)，除非您把燈當(dāng)作加熱器使用，因?yàn)榻^大部分的電能都沒(méi)有產(chǎn)生可見(jiàn)光。相對(duì)來(lái)說(shuō)，LED產(chǎn)生的熱量甚微，電能中直接用來(lái)發(fā)光的百分比要高很多，這樣可以大大降低用電需求。

LED由先進(jìn)的半導(dǎo)體材料制成，因而相對(duì)昂貴，時(shí)至今日仍不能應(yīng)用于大多數(shù)照明設(shè)備中。然而過(guò)去十年間，半導(dǎo)體設(shè)備的價(jià)格已經(jīng)大幅下降，這使得LED照明在各種應(yīng)用場(chǎng)合都成為一種性價(jià)比更高的選擇。盡管它們起初也許會(huì)比白熾燈更貴些，但更加低廉的長(zhǎng)期成本還是會(huì)讓它們成為一筆劃算的買賣。并且，它們還會(huì)在未來(lái)的科技世界中扮演更加重要的角色。

擴(kuò)展閱讀：發(fā)光二極管工作原理+各種顏色波長(zhǎng)以及變色LED燈一

(一)LED發(fā)光原理：(二)各種顏色的燈的用途。(三)變色LED電路。

發(fā)光二極管工作原理

發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物

制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光，因而可以用來(lái)制成發(fā)光二極管，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。

它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡(jiǎn)寫為L(zhǎng)ED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴．?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。

不同顏色的光的應(yīng)用以及波長(zhǎng)一些發(fā)光二極管產(chǎn)品，尤其是手電筒上的發(fā)光二極管有不同的光束顏色。這可不是使用了什么暗藏機(jī)關(guān)來(lái)使它們看上去漂亮，不同的光顏色有著不同的應(yīng)用。下面就簡(jiǎn)單介紹一下最常見(jiàn)顏色和它的實(shí)際用途。

1、白色光有完美的顏色特性，但它會(huì)損害適應(yīng)暗光的視覺(jué)，一定光源熄滅后需要一定的時(shí)間來(lái)重新適應(yīng)。

2、紅色光通常是用作夜視。紅光不會(huì)引起你瞳孔過(guò)分收縮和一旦紅光熄滅時(shí)眼睛不需要重新適應(yīng)黑暗。紅色也通常在單色相片處理被用作為“安全”顏色因?yàn)樗�不�?huì)損壞正在沖印的底片。

3、黃色光有著紅色光和白色光的一些優(yōu)點(diǎn)。黃色光另外一優(yōu)點(diǎn)就是當(dāng)你閱讀時(shí)減少因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間閱讀而導(dǎo)致眼睛疲勞的反射和眩目的光。4、綠色光也可以用作為夜視，綠色光還特別適用于在夜晚的時(shí)候閱讀地圖或圖表。它還不那么容易被夜視裝備發(fā)現(xiàn)，便很容易被人眼發(fā)現(xiàn)，綠色光的亮度比紅色光低。

5、藍(lán)色光可被用作在夜晚閱讀地圖和通常很受軍事人員青睞，因?yàn)樗{(lán)色光增加了對(duì)比度的水平。它還可以用作戲院和演出時(shí)的后臺(tái)工作燈色。

6、藍(lán)綠光有著相似綠光和藍(lán)光的夜視優(yōu)點(diǎn)，但隨著藍(lán)綠光的顏色特性的提高，一些用戶因?yàn)檫@個(gè)原因喜歡用藍(lán)綠光。7、紅外線紅光是與夜視裝備一起使用的。否則人的眼睛是看不到紅外線光的。

8、紫外光通常是用作識(shí)別鈔票是否偽造，一些紫外發(fā)光二極管照明物在夜總會(huì)和派對(duì)上很受歡迎，它們被用來(lái)使熒光物質(zhì)發(fā)出更亮的光。

光的顏色和它的波長(zhǎng)

光的顏色是否可以看見(jiàn)是由它的波長(zhǎng)決定的，光的波長(zhǎng)是以納米為單位的也說(shuō)是十億分之一米。發(fā)光二極管發(fā)出的光幾乎都是一致的也就是說(shuō)它幾乎都是在一個(gè)波長(zhǎng)，發(fā)出非常純的顏色。以下是光的顏色和它的波長(zhǎng)。1、中紅外線紅光

4600nm-1600nm--不可見(jiàn)光2、低紅外線紅光

1300nm-870nm--不可見(jiàn)光850nm-810nm-幾乎不可見(jiàn)光，3、近紅外線光

780nm-當(dāng)直接觀察時(shí)可看見(jiàn)一個(gè)非常暗淡的櫻桃紅色光770nm-當(dāng)直接觀察時(shí)可看見(jiàn)一個(gè)深櫻桃紅色光740nm-深櫻桃紅色光4、紅色光700nm-深紅色660nm-紅色645nm-鮮紅色630nm-620nm-橙紅5、橙色光615nm-紅橙色光610nm-橙色光605nm-琥珀色光6、黃色光

590nm-“鈉“黃色585nm-黃色

575nm-檸檬黃色/淡綠色7、綠色

570nm-淡青綠色565nm-青綠色555nm-550nm-鮮綠色525nm-純綠色8、藍(lán)綠色

505nm-青綠色/藍(lán)綠色500nm-淡綠青色495nm-天藍(lán)色9、藍(lán)色475nm-天青藍(lán)470nm-460nm-鮮亮藍(lán)色450nm-純藍(lán)色10、藍(lán)紫色444nm-深藍(lán)色430nm-藍(lán)紫色11、紫色405nm-純紫色400nm-深紫色12、近紫外線光395nm-帶微紅的深紫色13、UV-A型紫外線光

370nm-幾乎是不可見(jiàn)光，受木質(zhì)玻璃濾光時(shí)顯現(xiàn)出一個(gè)暗深紫色。白光發(fā)光二極管有微黃色的到略帶紫色的白光。白光發(fā)光二極管的色溫范圍有低至4000°K到1201*°K。常見(jiàn)的白光發(fā)光二極管通常都是6500°-8000°K范圍內(nèi)。光源波長(zhǎng)

科學(xué)要聞201*-09-201*:56:34閱讀102評(píng)論0字號(hào)：大中小訂閱

1、紅外線發(fā)射管（lnfrared）：λρ=700nm、730nm、770nm、810nm、830nm、850nm、870nm、890nm、920nm、940nm2、發(fā)光二極管(LEDLamp)：

（1）白光（White）：黃白光色溫3000℃標(biāo)準(zhǔn)白光色溫5000℃藍(lán)白光色溫8000℃

（2）藍(lán)光（Blue）：深藍(lán)B(PB)λρ=460nm淺藍(lán)B(SB)λρ=470nm

（3）綠光（Green）：藍(lán)綠G(BG)λρ=500nm純綠G(PG)λρ=525nm淺綠G(SG)λρ=565nm黃綠G(YG)λρ=575nm（4）黃光（Yellow）：純黃Y(SY)λρ=585nm琥珀黃Y(AM)λρ=595nm

（5）橙光（Orange）：橙O(SO)λρ=605nm紅橙O（RO）λρ=615nm

（6）紅光（Red）：橙紅R(OR)λρ=625nm淺紅R(RO)λρ=635nm紅R(RS)λρ=645nm深紅R（SR)λρ=655nm

3、紫外光（UV）滅菌燈λρ=254nm或253.7nm點(diǎn)光源λρ=365nm臭氧形成λρ=185nm以下

真空紫外線（UV-V），波長(zhǎng)為100-200nm短波紫外線（UV-C），波長(zhǎng)為200-280nm中波紫外線（UV-B），波長(zhǎng)為280-315nm長(zhǎng)波紫外線（UV-A），波長(zhǎng)為315-380nm可見(jiàn)光（Visiblelight），波長(zhǎng)為400760nm

LED變色燈電路剖析LED變色燈是一種新型燈泡。它的外形與一般乳白色白熾燈泡相同，但點(diǎn)亮后會(huì)自動(dòng)按一定的時(shí)間間隔變色。循環(huán)地發(fā)出青、黃、綠、紫、藍(lán)、紅、白色光。它適用于家庭生日派對(duì)、節(jié)日聚會(huì)、過(guò)節(jié)過(guò)年，給節(jié)日添加歡樂(lè)氣氛：也可用于娛樂(lè)場(chǎng)所及作廣告燈等。該變色燈泡的特點(diǎn)是，節(jié)能(耗電約1W)、壽命長(zhǎng)、使用方便、價(jià)格便宜。為什么會(huì)自動(dòng)變色呢?是用什么電路來(lái)實(shí)現(xiàn)變色昵?把LED變色燈泡拆開(kāi)來(lái)瞧瞧，通過(guò)從印制板上的元器件及走線整理出電路圖．對(duì)該電路作了了解及分析。發(fā)現(xiàn)該電路設(shè)計(jì)得比較巧妙，有獨(dú)到之處�，F(xiàn)將該電路作一剖析，供電路設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)人員及愛(ài)好者作參考。變色的光學(xué)原理

變色燈是由紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三基色LED組成的。雙色LED是我們十分熟悉的。一般由紅光LED及綠光LED組成。它可以單獨(dú)發(fā)出紅光或綠光。若紅光及綠光同時(shí)亮點(diǎn)時(shí)，紅綠兩種光混合成橙黃色。變色燈的變色原理如圖1所示。三種基色LED分別點(diǎn)亮兩個(gè)LED時(shí)，它可以發(fā)出黃、紫、青色(如紅、藍(lán)兩LED點(diǎn)亮?xí)r發(fā)出紫色光)；若紅、綠、藍(lán)三種LED同時(shí)點(diǎn)亮?xí)r，它會(huì)產(chǎn)生白光。如果有電路能使紅、綠、藍(lán)光LED分別兩兩點(diǎn)亮、單獨(dú)點(diǎn)亮及三基色LED同時(shí)點(diǎn)亮，則能按圖1的情況發(fā)出七種不同顏色的光來(lái)。

變色燈的結(jié)構(gòu)框圖

LED變色燈的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。它由電容降壓式穩(wěn)壓電源、LED控制器及G、R、B三基色LED陣列組成。由于這三部分都要裝入燈頭內(nèi)，所以其電源采用電容器降壓．全波整流及穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓的簡(jiǎn)單電路。

電源輸出15V電壓供LED陣列，輸出14.6V供LED控制器�？刂破鞯妮敵龆�(1、2、3)中有一個(gè)是低電平時(shí)(如1為低電平)，則綠色LED亮，若三個(gè)輸出端都是低電平時(shí)，則發(fā)出白光(綠、紅、藍(lán)光LED都亮)。

LED控制器是變色燈的關(guān)鍵，它是由CD4060來(lái)承擔(dān)的，先介紹一下CD4060。CD4060簡(jiǎn)介

CD4060是4000系列CMOS器件中的一種，是14位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。它內(nèi)部有兩反相器，外接兩個(gè)電阻及一個(gè)電容就可組成振蕩器，作為時(shí)鐘發(fā)生器。輸入時(shí)鐘脈沖時(shí)(下降沿)，輸出端輸出記數(shù)脈沖。它有一個(gè)復(fù)位端(Reset)，當(dāng)復(fù)位端為高電平時(shí)．所有輸出端都是低電平，如表1所示。

CD4060為16管腳DIP封裝，各管腳排列如圖3所示。其中Clockin是時(shí)鐘脈沖輸入，Clockout1及Clockout2是時(shí)鐘脈沖輸出(相位差180°，Reset是復(fù)位輸入端(高電平有效)．Q4～Q14是二進(jìn)制記數(shù)脈沖輸出端，Vdd為電源正端(3～18V)．Vss為電源負(fù)端。

變色燈的電路圖

LED變色燈的電路如圖4所示。它由電源部分、變色控制部分及三基色LED陣列組成，現(xiàn)分別介紹其工作原理：

1．電源部分由降壓電容C1、全波整流D1～D4及穩(wěn)壓二極管D5組成的電容降壓式電路是很典型的AC/DC轉(zhuǎn)換電路。經(jīng)15V的穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓后(嚴(yán)格地說(shuō)是被限幅后)作為驅(qū)動(dòng)LED陣列的電源．經(jīng)D6、C2濾波后(約14．5V)的電壓供CD4060及復(fù)位的電壓(高電平)。與電容C1并聯(lián)的電阻R1是斷開(kāi)電源后，C1上的電荷經(jīng)R1放電，防止燈頭上帶電。

這種電源的特點(diǎn)是，當(dāng)負(fù)載的電壓遠(yuǎn)小于220V時(shí)，負(fù)載上電流IL≈69C(C為降壓電容，單位為uF，IL的單位為mA)。例如，C=0.47uF時(shí)，流過(guò)負(fù)載的電流約32.4mA，并且這個(gè)電流是比較穩(wěn)定的：另外，這種電源尺寸小(占空間小)。其缺點(diǎn)是對(duì)市電是不隔離的，要求封閉在燈頭內(nèi)，并有良好的絕緣。2．變色控制部分變色控制部分由二進(jìn)制記數(shù)器CD4060承擔(dān)。時(shí)鐘脈沖信號(hào)不采用一般的振蕩器電路(CD4060內(nèi)部有兩個(gè)反相器，外接兩個(gè)電阻、一個(gè)電容即可組成振蕩器)，而在電源電路中串接R5，在R5上的50Hz交流電壓經(jīng)R3、C3組成的微分電路形成尖脈沖作為時(shí)鐘脈沖信號(hào)。在輸出記數(shù)脈沖中選擇Q8、Q9、Q10三端與LED負(fù)極連接。當(dāng)記數(shù)脈沖輸出低電平時(shí)，相應(yīng)的LED串被點(diǎn)亮。Q8、Q9、Q10的輸出時(shí)序如圖5所示。50Hz的周期為0.02s，Q8的周期為5.12s，Q9的周期為10.24s，Q10的周期為20.48s。

Q8接紅色LED串的負(fù)極、Q9接藍(lán)色LED的負(fù)極、Q10接綠色LED串的負(fù)極．則在Q8為高電平、Q9、Q10為低電平時(shí)，藍(lán)光、綠光LED串亮，混色后發(fā)出青光(因Q9、Q10為低電平，Reset端為低電平)。經(jīng)過(guò)2.56s后變成R、G亮，發(fā)出黃光。

在圖5的時(shí)序圖中，可以看到Q8到第4個(gè)周期時(shí)，Q8、Q9、Q10輸出都是高電平，則三串LED都滅。為避免在變色過(guò)程中出現(xiàn)這種情況，在電路中增加了D7～D9三個(gè)二極管，并由R4連接到復(fù)位端(Reset)。

在剛出現(xiàn)Q8、Q9、Q10三端都是高電平時(shí)，此時(shí)12腳(Reset)上出現(xiàn)高電平。器件被復(fù)位，使Q4-Q14各輸出端都為低電平(見(jiàn)附表)。一旦Q8、Q9、Q10出現(xiàn)低電平，紅、綠、藍(lán)光LED都亮，燈光成白光，即在出現(xiàn)紅光后，當(dāng)紅光結(jié)束，馬上變成白光，Reset端馬上變成低電平，跳過(guò)了2.56s的滅燈情況，這是電路上設(shè)計(jì)的巧妙之處。

3．三基色LED陣列三基色LED(B、R、G)每串有4個(gè)LED串聯(lián)而成。由于紅、綠色LED的管壓降與藍(lán)色LED的管壓降不同及各種發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度不同，在LED串接回路中設(shè)置了不同的限流電阻．一方面強(qiáng)制了LED的電流．另外也使發(fā)光亮度匹配更好。LED采用視角大、亮度高的草帽型。

在圖4的電路中，降壓電容器C1采用了耐壓250V的，雖然250V耐壓的電容的實(shí)際耐壓值是大于300V的，若市電的最高值是242V，其峰值電壓是341V。采用耐壓400V的更安全。外形與印制板

LED變色燈泡的外形如圖6所示。

乳白色玻璃外罩的直徑為Φ60mm。印制板分兩塊，一塊是電源部分及控制器部分，另一塊是LED陣列。電源部分及控制器部分的印制板圖如圖7所示(印制板外圓尺寸Φ38mm)。圖中僅示出有關(guān)元器件位置及印制板的走線(并未按比例畫)。LED陣列的印制板如圖8所示(并未按比例畫)。僅表示各色LED的排列及印制板的走線。兩印制板之間有4條連接線連接，在兩印制板間有絕緣墊隔離。

這里要指出的是，外部燈泡必須采用乳白色的。這樣才能較好的混色，不可采用透明的材料。

這種變色燈泡的功率約1W，比較省電，但亮度差一點(diǎn)，比較新穎、效果不錯(cuò)。

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