篇名LED图案创意设计之探讨作者李修安台北立松山高级工农.PDFVIP

篇名： LED 圖案創意設計之探討 作者： 李修安。臺北市立松山高級工農職業學校。電子科/一年級仁班。 張崇億。臺北市立松山高級工農職業學校。電子科/一年級仁班。 許凱仲。臺北市立松山高級工農職業學校。電子科/一年級仁班。 指導老師： 陳茂璋老師。 PDF created with pdfFactory trial version 篇名： LED 圖案創意設計之探討 壹●前言 現代社會之中，經常會看到由發亮的東西所組成的圖案，從手工藝品、電腦科技 產品到紅綠燈都有LED 在裡面，LED 是種省電、體積 、美觀、輕量化的科技 產品 ，看到這麼多的優點 ，以及普遍性很高，使我們想進一步的討論 ，探討他的 原理 ，組裝過程 ，並且靠自己做出一份LED 產品。本文主要在探討LED 發亮原 理以及偏壓對 LED 所產生的影響 、LED 的亮度、耗電量與電阻大 的關係 ， 還有LED 圖案電路佈局的考慮因素等 。 貳●正文 一、發光二極體 （簡稱LED ）原理 LED 是用可以發光的材料 ，如砷化鎵 、磷砷化鎵、磷化鎵等所製成的，LED 為固態發光體 ，是利用電能直接轉化成光能的原理』（註一），在半導體內正負極 兩個端子施加電壓，當電流通過的時候 ，使電子與電洞相結合時 ，剩餘能量便能 以光的形式釋放 ，『依其使用的材料不同，發光的顏色是取決於晶片(Chip),Chip 尺吋一般使用mil 表示,1mil=25um,因此40mil=1mm,Chip 都是正方型,因此只表示單 邊數值,而不標示面積』（註二），目前LED 發光輸出效率在20-30%,也就是說 ，能 量發出的光有7 成都被轉換成熱能,其熱能為熱導方式,所以一般輸出10W 之電力 實際發光大概只有在2W ，其能階高低使光子能量產生不同波長的光，『人眼所能 接受到各種顏色的光，其波長介於400-780nm ，在此區間之外則為不可見光，包 括紅外光及紫外光(UV) 。（註三） 二 、LED 的外觀及特性 LED 具有極性 ，一隻腳為陽 （A ），另一隻腳為陰 （K ），LED 具有單向導 電的特性 ，因此受到順向偏壓才會發光，逆向偏壓是不會發光的。』（註四）如 圖一。 圖一 LED 的外觀及特性 - 1 - PDF created with pdfFactory trial version 篇名： LED 圖案創意設計之探討 三 、LED 和限流電阻 LED 的亮度因為電流大 而不同，電流大小因電壓和電阻的不同而有所改變，我 們使用4 顆LED （一顆LED 壓降約為2 伏特），將電壓定在9V ，分別挑選54 歐 姆和1K 歐姆來做比較LED 的亮度(如圖二、圖三) ，可以明顯看出54 歐姆這邊的 LED 比較亮，1K 歐姆的比較暗 ，從算式可知 ，使用54 歐姆的電流為I ＝1V÷54 ≒19mA ，使用1K 歐姆的電流為I ＝1V÷1KΩ