二极管发光原理和正负极辨别

当pn结两端做好电极引出管脚并封装好后，就形成了一个二极管。二极管的特性基本就是pn结的特性，有的用作整流，有的用来检波，有的可以发光；这些只不过是参数的调节或者材料的改变，其基本原理是相同的。

光是能量的一种形式，一种可以被原子释放出来。是由许多有能量和动力但没质量的微小粒子似的小捆组成的。当二极管的两端加上正向偏压，大部分电压就加到空间电荷区上。这时内建电场电压降低，打破了载流子的扩散漂移平衡：p区空穴向n区扩散、n区电子向p区扩散，等效于外加电场给n区注入空穴、给p区注入电子。

注入n区的空穴很快与电子复合辐射光子，注入p区的电子也很快与空穴复合辐射光子， pn结就在电场的作用下就不断的发光。在外加正向电压很小时，注入载流子的量极小，肉眼看不到发出的光；只有当外加电压接近或超过内建电场电压时才会大量地注入载流子，这样就可以看见二极管发出明亮的光。

对于发光二极管，需要注入的电子和空穴尽快地复合，复合电流占总电流的比例越大发光效率越高，让电能更多地转化为光能而不是热能；而普通二极管一般需要注入的电子和空穴尽量少地复合。自由电子从P型层通过二极管落入空的电子空穴。这包含从传导带跌落到一个更低的轨函数，所以电子就是以光子形式释放能量。这在任何二极管里都会发生的，在普通二极管里，半导体材料本身吸引大量的光能而结束。

两种常用的发光二极管正负极判断方法。方法一：长短脚判断发光二极管的正负极。所有的发光二极管无论什颜色正负极都是固定的。对于直插的发光二极管，脚长的是正极，短的是负极，也可以仔细观察管子内部的电极，较小的是正极，大的类似于碗状的是负极。对于贴片二极管，俯视，一边带彩色线的是负极，另一边则是正极。

方法二：万用表来判断发光二极管正负极。操作方法：万用表R×1K挡，红、黑两表笔交替接自闪发光二极管的两根引线，当发现其中一次测量，表针先向右摆动一定距离，然后表针在此位置上开始轻微抖动（振动），摆动幅度在一小格左右。自闪发光二极管内部的集成电路在万用表内部1.5V电池电压的作用下开始振荡，输出的脉冲电流使指针产生抖动，只是因为电压太低还不能使发光二极管发光。但此现象说明万用表红、黑表笔的接法是正确的，即万用表黑表笔接的是自闪发光二极管的正极。

瞬态电压抑制二极管（TVS器件）直流电中的应用。整机直流工作电压12V，最大允许安全电压25V（峰值），浪涌源的阻抗50MΩ，其干扰波形为方波，TP=1MS，最大峰值电流50A。选择：1、先从工作电压12V选取最大反向工作电压VRWM为13V，则击穿电压V（BR）==15.3V；2、从击穿电压值选取最大箝位电压VC（MAX）=1.30×V(BR)=19.89V，取VC=20V；3、再从箝位电压VC和最在峰值电流IP计算出方波脉冲功率：PPR=VC×IP=20×50=1000W4、计算折合为TP=1MS指数波的峰值功率，折合系数K1=1.4，PPR=1000W÷1.4=715W从产品说明中获得PPR=1500W，变位电压VRWM=12.2V，击穿电压V（BR）=15.2V，最大箝位电压VC=22.3V，最大浪涌电流IP=67.3A。因此足够满足设计，不论方波还是指数波都适用。

瞬态电压抑制二极管（TVS器件）保护开关电源应用。在开关电源设计时，必须对影响开头电源的三种瞬变类型进行保护：由负载变化引起的瞬变电压（电感负载）；由电源线引入的瞬变电压；由开关电源内部发生的瞬变电压。由于电源中需要保护的典型元器件有：高反压开关晶体管（VMOS管）；高压整流器（高压流整流二极管）；输出整流器（输出大电流整流二极管）；内部控制电路（脉宽调制器等）。