使LED工作的最簡單的方式是,，用一個電壓源通過串接一個電阻與LED相連。 只要工作電壓(VB)保持恒定,，LED就可以發(fā)出恒定強度的光(盡管隨著環(huán)境溫度的升高光強會減小),。 通過改變串聯(lián)電阻的阻值能夠?qū)⒐鈴娬{(diào)節(jié)至所需要的強度。 對于5mm直徑的標準LED,，圖1給出了其正向?qū)妷?VF)與正向電流(IF)的函數(shù)曲線,。 注意LED的正向壓降隨著正向電流的增大而增加。 假定工作于10mA正向電流的綠光LED應(yīng)該有5V的恒定工作電壓,，那么串接電阻RV等于(5V-VF,10mA)/10mA=300,。如數(shù)據(jù)表中所給出的典型工作條件下的曲線圖(圖2)所示，其正向?qū)妷簽?V,。

圖1：標準紅光,、綠光和黃光LED具有1.4V至2.6V的正向?qū)妷悍秶斦螂娏鞯陀?0mA時,，正向?qū)妷簝H僅改變幾百毫伏,。 這類商用二極管采用GaAsP(磷砷化鎵)制成。易于控制,，并且被絕大多數(shù)工程師所熟知,，它們具有如下優(yōu)點：所產(chǎn)生的色彩(發(fā)射波長)在正向電流,、工作電壓以及環(huán)境溫度變化時保持相當?shù)姆€(wěn)定性。 標準綠光LED發(fā)射大約565nm的波長,，容差僅有25nm,。由于色彩差異非常小，在同時并聯(lián)驅(qū)動幾個這樣的LED時不會出現(xiàn)問題(如圖3所示),。正向?qū)妷旱恼Ｗ兓瘯构鈴姰a(chǎn)生微弱的差異,，但這是次要的。

圖2：串聯(lián)電阻和穩(wěn)壓源提供了簡單的LED驅(qū)動方式,。 通?？梢院雎酝粡S商、同一批次的LED之間的差異,。 正向電流高至大約10mA時,，正向電壓變化很小。紅光LED的變化量大約為200mV,，其它色彩大約為400mV(如圖1所示),。 相比之下，對于低于10mA的正向電流,，藍光和白光LED的正向電壓變化更小,?？梢灾苯邮褂帽阋说匿囯姵鼗蛉?jié)NiMH電池驅(qū)動,。 因此，驅(qū)動標準LED的電流消耗非常低,。如果LED的驅(qū)動電壓高于其最大的正向電壓,，則并不需要升壓轉(zhuǎn)換器或者復(fù)雜昂貴的電流源。

圖3：該圖給出了同時并聯(lián)驅(qū)動幾個紅光,、黃光或者綠光LED的結(jié)構(gòu),，具有很小的色彩差異或亮度差異。 LED甚至可以直接由鋰電池或者3節(jié)NiMH電池來驅(qū)動,，只要因電池放電而導(dǎo)致的亮度減弱可以滿足該應(yīng)用的要求即可,。 藍光LED 在很長的一段時間內(nèi)都無法提供發(fā)射藍光的LED。設(shè)計工程師僅能采用已有的色彩：紅色,、綠色和黃色,。早期的“藍光”器件并不是真正的藍光LED，而是包圍有藍色散射材料的白熾燈,。 幾年前,，使用純凈的碳化硅(SiC)材料研制出了第一個“真正的藍光”LED，但是它們的發(fā)光效率非常低,。下一代器件使用了氮化鎵基料,，其發(fā)光效率可以達到最初產(chǎn)品的數(shù)倍,。當前制造藍光LED的晶體外延材料是氮化銦鎵(InGaN)。發(fā)射波長的范圍為450nm至470nm,，氮化銦鎵LED可以產(chǎn)生五倍于氮化鎵LED的光強,。 白光LED 真正發(fā)射白光的LED是不存在的。這樣的器件非常難以制造,，因為LED的特點是只發(fā)射一個波長,。白色并不出現(xiàn)在色彩的光譜上；一種替代的方法是,，利用不同波長合成白色光,。 白光LED設(shè)計中采用了一個小竅門。在發(fā)射藍光的InGaN基料上覆蓋轉(zhuǎn)換材料,，這種材料在受到藍光激勵時會發(fā)出黃光,。于是得到了藍光和黃光的混合物，在肉眼看來就是白色的(如圖4所示),。

圖4：白光LED的發(fā)射波長(實線)包括藍光和黃光區(qū)域的峰值,，但是在肉眼看來就是白色，肉眼的相對光敏感性(虛線)如圖所示,。 白光LED的色彩由色彩坐標定義,。X和Y坐標的數(shù)值根據(jù)國際照明委員會(CIE)的15.2規(guī)范的要求計算得到。白光LED的數(shù)據(jù)資料通常會詳細說明隨著正向電流增加而引起的色彩坐標的變化(如圖5所示),。

圖5：正向電流的變化改變了白光LED(OSRAMOptoSemiconductors的LEQ983)的色彩坐標,，并因此改變了白光質(zhì)量。 不幸的是,，采用InGaN技術(shù)的LED并不像標準綠光,、紅光和黃光那樣容易控制。InGaNLED的顯示波長(色彩)會隨著正向電流而改變(如圖6所示),。例如,，白光LED所呈現(xiàn)的色彩變化產(chǎn)生于轉(zhuǎn)換材料的不同濃度，以及藍光發(fā)光InGaN材料隨著正向電壓的變化而產(chǎn)生波長變化,。從圖5可以看到色彩的變化,，X和Y坐標的移動意味著色彩的改變(如前所述，白光LED沒有明確的波長,。)

圖6：增加的正向電流通過改變其發(fā)射波長而改變了藍光LED的色彩,。 當正向電流高至10mA時，正向電壓的變化很大,。變化量的范圍大約為800mV(有些二極管型號變化會更大一些),。電池放電引起的工作電壓的變化因此會改變色彩，因為工作電壓的變化改變了正向電流,。 在10mA正向電流時,，正向電壓大約為3.4V(該數(shù)值會隨供應(yīng)商的不同而有所不同,，范圍從3.1V至4.0V)。同樣,，不同LED之間的電流-電壓特性也有較大差異,。直接用電池驅(qū)動LED是很困難的，因為絕大數(shù)電池會隨著放電使電壓低于LED所需要的最小正向?qū)妷骸? 本文由美信集成產(chǎn)品公司提供,。