穴在其内复合而发出单色光，这叫电致发光效应，而光线的波长、颜色跟其所采用的半导体材料种类与掺入的元素杂质有关。具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点。白光LED的发光效率，在近几年来已经有明显的提升，同时，在每千流明的购入价格上，也因为投入市场的厂商相互竞争的影响，而明显下降。虽然越来越多人使用LED照明作办

公室、家具、装饰、招牌甚至路灯用途，但在技术上，LED在光电转换效率(有效照度对用电量的比值)上仍然低于新型的荧光灯，是国家以后发展民用的去向。

它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。

发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。限流电阻R可用下式计算：

R=（E－UF）/IF

式中E为电源电压，UF为LED的正向压降，IF为LED的一般工作电流。

50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，

它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。

发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。 当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴

极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。 4.3设计原理

接通电源后，当有光照射到光敏电阻RP时，其阻值减小（几十K左右），Q1基极电压降低Q1截止，Q2基极电压升高Q2截止，发光二极管无电流通过处于熄灭状态；反之光敏电阻RP没有光照时，其阻值增大（约为几M），Q1基极电压升高并使其导通，Q2基极电压降低，Q2饱和导通，发光二极管得到电压从而发光。

灯不亮 灯亮 三级管不导通 三级管导通 有光情况 无光情况 光敏电阻 4.4设计原理图

4.5设计步骤

（1）电压设定为安全电压，确定为3V

（2）Rp采用MG45型光敏电阻器，要求亮阻与暗阻相差倍数愈大愈好 （3）发光二极管比较随意，一般器件均可

（4）根据电路一级倍数和二级放大确定R1，R2为100k和10k仿真真实验时确定的数值。 4.6电路框图

4.7实物图

4.8电路说明

（1）尽量按电路图中元件位置,按从左到右,自上而下的顺序插接,这样可以减少误连和错连，同时也方便调试和检查.从一开始我们就养成良好的习惯.。

（2）本电路中用到特殊器件----光敏电阻(Rp),用之前可先用万用表测试其在受光时的电阻和背光时的电阻,因为光敏电阻对光异常敏感,所以使用本机时,要避开日光灯(当然是指晚上了)直接照射,否则本电路将失控.。

（3）从元件库中找出相应元件，按图插好，接上电源，即可实现白天灭晚上亮之功能。将本机放置到暗处，LED即亮，放置到亮处，LED即灭。晚上试机效果更明显，关掉日光灯，本机灯亮，打开日光灯，本机灯灭。本机可作为停电备用灯，当然也可以应用到其它场合。

五．制作和调试过程

电路开始焊接之前，由于电路比较简单，没有进行电路仿真，于是，我准备好元器件开始焊接，焊接过程中，非常认真，可是，出人意料的是，我的LED灯焊接反了，焊好之后，加上电源，灯没有反应，心里有点小小的失落，于是，开始检查电路，每个元件单独测设，最后发现是LED焊接反了，更改好了之后，加上电源，灯亮了，我们进行测试，完全符合我们的预想，得到了我们想要的结果，调试结束。

六．心得体会

课程设计是以学生自己动手动脑，并亲手设计、制作、组装与调试为特色的。它将书本上学到的理论知识和基本技能运用到实践中，基本工艺知识和创新启蒙有机结合，培养我们的实践能力和创新精神。作为信息时代的大学生，仅会书本理论是不够的，基本的动手能力是一切