LED數碼管的結構和性能檢測方法

LED(發光二極管)數碼管是由 LED 構成的,也稱半導體數碼管。

結構與種類

將條狀LED按照共陰極(負極)或共陽極(正極)的方法連接,組成“8”字,再把LED另一個電極作筆段電極,就構成了LED數碼管。只要按規定使某些筆段上的LED發光,就能顯示從0~9共10個數字。同熒光數碼管(VFD)、輝光數碼管(NRT)相比,它具有體積小、功耗低、耐震動、壽命長、亮度高、單色性好、發光響應時間短並能與TTL、CMOS電路兼容等優點,現已廣泛用作數字化儀表、數控裝置、家用電器中的數顯器件。

常用 LED 數碼管按結構不同分為共陰極(負極)與共陽極(正極)兩種;按位數不同可分為1位、2位、3位。常見外形及內部結構如圖11-13所示。圖11-13(a)為LED數碼管的外形,圖11-13(b)為其引腳,圖11-13(c)為其共陰極結構,圖11-13(d)為其共陽極結構,採用“+”、“—”分別表示公共陽極和公共陰極。a~g是7個筆段電極,dp為小數點。另有一種字高為7.6mm的超小型LED數碼管,引腳從左右兩排引出,小數點則是獨立的。

主要性能檢測

LED數碼管外觀要求顏色均勻、無局部變色等,在業餘條件下可用乾電池進行檢測。以共陰極數碼管為例,檢測方法如圖11-14(a)所示。

LED數碼管的結構和性能檢測方法

圖11-13 LED 數碼管的外形、引腳與結構

將3V乾電池負極引出線固定接觸在LED數碼管的公共陰極上,電池正極引出線依次接觸筆畫的正極端。引出線接觸到某一筆畫的正極端時,該筆畫就應顯示出來。顯然,用這種方法不僅可以檢測出數碼管各引腳的功能,而且還可以檢測其是否有斷筆(某筆畫不能顯示)、連筆(某些筆畫連在一起),以及比較不同筆畫發光的強弱。若檢測共陽極數碼管,只需將電池正、負極引出線對調一下即可。常見1、2、3位數碼管的引腳功能如圖11-14(b)所示。

LED數碼管的結構和性能檢測方法

圖11-14 LED 數碼管的檢測

LED數碼管每筆畫工作電流I在5~10mA之間,若電流過大會損壞數碼管,因此必須加限流電阻,其阻值可按下式計算:

LED數碼管的結構和性能檢測方法

式中U0為測試LED數碼管用電源電壓,U為LED數碼管每筆畫壓降(約2V)。

利用數字式萬用表的hFE插口能夠方便地檢查LED數碼管的發光情況。選擇測NPN管擋時,C孔帶正電,E孔帶負電。從E孔插入一根單股細導線,導線引出端接LED數碼管的公共陰極“—”(③腳與⑧腳在內部連通,可任選一個作為“—”極);再從C孔引同一根導線依次接觸LED數碼管的各筆段電極,可分別顯示對應的筆段。若按圖11-15所示電路,將①、④、⑤、⑨、⑩腳短路後再與C孔引出線接通,則顯示數字“2”。把a~g段全部接C孔引線,就顯示全亮筆段,構成數字“8”。

LED數碼管的結構和性能檢測方法

圖11-15 數字式萬用表檢測共陰極LED數碼管

檢測時若發光暗淡,說明器件已老化,發光效率太低。如果顯示的筆段殘缺不全,說明數碼管已局部損壞。

對於型號不明、又無引腳排列圖的 LED 數碼管,用數字式萬用表的hFE擋可完成下述測試工作:判定數碼管的結構形式(共陰或共陽),識別引腳,檢測全亮筆段。預先可假定某個電極為公共極,然後根據筆段發光或不發光加以驗證。當筆段電極接反或公共極判斷錯誤時,該筆段就不能發光。


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