與早期的LED發(fā)光二極管相比較，新型超高亮LED最顯著的特點(diǎn)是亮度提高了近百倍。早期LED的發(fā)光強(qiáng)度僅十幾～幾十mcd，而新型LED的發(fā)光強(qiáng)度最低也可達(dá)到1500mcd。另一個(gè)明顯的區(qū)別是發(fā)光管顏色的產(chǎn)生機(jī)理不同。早期LED是通過著色封裝材料來得到某一種顏色的光，也就是說封裝材料起著濾色片的作用。而新型超亮LED外殼都是無色透明樹脂封裝，其發(fā)光體本身就能發(fā)出某一波長(zhǎng)的光，從而呈現(xiàn)出某一種顏色。它廣泛應(yīng)用在戶外廣告牌、電子顯示屏，交通信號(hào)燈、標(biāo)志牌，汽車尾燈，LCD背光源等。本文主要介紹目前國(guó)內(nèi)常見幾種顏色的超高亮LED的電氣/光學(xué)特性、應(yīng)用注意事項(xiàng)、典型應(yīng)用等。
特性及參數(shù)
光譜分布： 目前國(guó)內(nèi)常用幾種顏色的超高亮LED的光譜波長(zhǎng)分布為460～636nm，波長(zhǎng)由短到長(zhǎng)依次呈現(xiàn)為藍(lán)色、綠色、黃綠色、黃色、黃橙色、紅色。具體波長(zhǎng)分布見表1。

常見幾種顏色LED的典型峰值波長(zhǎng)是：藍(lán)色——470nm，藍(lán)綠色——505nm，綠色——525nm，黃色——590nm，橙色——615nm，紅色——625nm。
發(fā)光強(qiáng)度分級(jí)： 生產(chǎn)廠家按照發(fā)光強(qiáng)度對(duì)LED進(jìn)行了分級(jí)，發(fā)光強(qiáng)度分級(jí)見表2。
用戶可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合來選取不同發(fā)光強(qiáng)度等級(jí)的LED。例如，交通信號(hào)燈中所用的三種顏色LED的發(fā)光強(qiáng)度一般選取V檔或W檔。
正向?qū)▔航捣植迹? 早期各種顏色LED的芯片材料為GaAs，正向?qū)▔航禐?.8V左右。而不同顏色超高亮LED的芯片材料是不同的，紅色、橙色、黃色LED的芯片材料為AlGaInP，正向?qū)▔航禐?.8V～2.5V，典型值為2.0V；綠色、藍(lán)色、白色的LED的芯片材料為InGaN，正向?qū)▔航禐?.8-4.2V，典型值為3.6V。
極限電氣參數(shù): 極限電氣參數(shù)是應(yīng)用中絕對(duì)不能超過的極限值，否則會(huì)造成LED損壞。幾種常用顏色LED的極限電氣參數(shù)見表3。

主要光電參數(shù)（TA=25℃）：幾種常用顏色LED的主要光學(xué)、電氣參數(shù)見表4。
典型特性曲線： 正向電壓與正向電流關(guān)系曲線見圖1，發(fā)光強(qiáng)度與正向電流關(guān)系曲線見圖2，反向電流與反向電壓關(guān)系曲線見圖3，正向電流與環(huán)境溫度關(guān)系曲線見圖4，發(fā)光強(qiáng)度與環(huán)境溫度關(guān)系曲線見圖5，光束空間輻射圖見 6，光譜分布特性見圖7。

關(guān)于特性曲線的幾點(diǎn)說明：（1）某種顏色LED的光譜特性曲線是典型的鐘形曲線，圖7是峰值波長(zhǎng)λp=525nm的綠色LED的光譜特性曲線。對(duì)應(yīng)于峰值波長(zhǎng)λp時(shí)發(fā)光強(qiáng)度獲得最大輸出，偏離該波長(zhǎng)的其它頻率成分輸出幅度很小。光譜特性曲線上對(duì)應(yīng)于50%最大發(fā)光強(qiáng)度的兩點(diǎn)間的寬度稱為半峰寬Δλ。（2）圖6所示的是視角（半光強(qiáng)度）25°LED的空間輻射圖。半光強(qiáng)角2 θ1/2是曲線上對(duì)應(yīng)于50%最大發(fā)光強(qiáng)度的兩點(diǎn)與LED點(diǎn)光源連間的夾角，θ1/2是連線與軸向之間的夾角。（3）由圖2所示的發(fā)光強(qiáng)度與正向電流關(guān)系曲線看出，發(fā)光強(qiáng)度隨正向電流的增加而非線性增加，當(dāng)正向電流增加到某一數(shù)值后發(fā)光強(qiáng)度變化很小。因此，實(shí)際應(yīng)用中一般取正向電流20mA。（4）由圖4所示的正向電流與環(huán)境溫度關(guān)系曲線看出，當(dāng)環(huán)境溫度高于40℃時(shí)，正向電流要降額使用。一般按0.3mA/℃降額使用。

應(yīng)用實(shí)例
超高亮LED用于戶外廣告牌、電子顯示屏，交通信號(hào)燈、標(biāo)志牌等場(chǎng)合時(shí)，都是大量LED串、并聯(lián)組合而成的。由于LED數(shù)量很多，使用過程中不可避免地出現(xiàn)LED 損壞的情況，必須采取措施來提高整機(jī)的可靠性。設(shè)計(jì)LED應(yīng)用電路時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題：1、為延長(zhǎng)LED壽命，正向電流應(yīng)降額使用，電網(wǎng)電壓為220V時(shí)，一般取15mA左右，電網(wǎng)電壓最高時(shí)也不能超過20mA。2、考慮到正向壓降的一致性問題，應(yīng)盡量避免直接并聯(lián)使用，一般采用串聯(lián)或先串后并方式。3、少量LED損壞時(shí)，不能影響全局。為此，發(fā)光管應(yīng)分成多路供電而且應(yīng)采取措施保證每路中出現(xiàn)發(fā)光管開路損壞時(shí)，未損壞的發(fā)光管照常點(diǎn)亮。4、要確保供電電路的可靠性，絕對(duì)不能出現(xiàn)因供電電路故障而損壞大量LED的現(xiàn)象。因?yàn)槌吡罫ED價(jià)格很貴，一旦發(fā)生問題會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此必須采取各種保護(hù)措施，確保安全運(yùn)行。
圖8～10為超高亮LED在交通信號(hào)燈中的應(yīng)用電路，圖8-（a）為變壓器降壓供電方式，圖8（b）為電容降壓供電方式，圖8（c）為電阻降壓供電方式，圖9為串聯(lián)方式，圖10為先串后并方式。供電電路中都采用了polyswitch自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，確保流過LED的電流不超過其極限值，防止LED過流損壞。低電壓供電時(shí)采用圖9所示的串聯(lián)連接方式，高電壓供電時(shí)采用圖10所示的先串后并連接方式。與每一只LED相并聯(lián)的穩(wěn)壓管保證一路中出現(xiàn)發(fā)光管開路損壞時(shí)，未損壞的發(fā)光管照常點(diǎn)亮，避免因少量LED損壞造成大面積LED不亮的現(xiàn)象發(fā)生。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值要略高于LED的正向?qū)▔航?，這樣在LED未開路損壞時(shí)，穩(wěn)壓管幾乎沒有電流流過，而當(dāng)LED出現(xiàn)開路損壞時(shí)，穩(wěn)壓管壓降非常接近正常LED的導(dǎo)通壓降，從而保證其所在支路的電流幾乎不變。

注意事項(xiàng)
1、靜電會(huì)損壞超高亮LED，尤其是綠、藍(lán)、白色管。當(dāng)用手拿取時(shí)要有必要的防靜電措施，例如帶防靜電手腕帶或手套。
2、焊接時(shí)電烙鐵要有必要的防靜電接地保護(hù)措施，尤其是焊接綠、藍(lán)、白色管時(shí)。
3、由于超高亮LED視角比較小，一般為15度～30度，方向性較強(qiáng)，焊接裝配時(shí)必須緊貼線路板垂直安裝，否則亮度會(huì)大大降低