内容发布更新时间 : 2024/5/20 0:55:13星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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。

极性

发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应接电源正极。有的发光二极管的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极。

LED单向导通性

LED只能往一个方向导通（通电），叫作正向偏置（正向偏压），当电流流过时，电子与空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。

特性

与小白炽灯泡和氖灯相比，发光二极管的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。由于有这些特点，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状，用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管，每个数码管可显示0～9，10个阿拉伯数字以及A，b，C，d，E，F等部分字母（必须区分大小写）。 ②光敏三极管

光敏三极管和普通三极管相似，也有电流放大作用，只是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制，同时也受光辐射的控制。通常基极不引出，但一些光敏三极管的基极有引出，用于温度补偿和附加控制等作用。 光敏三极管又称光电三极管，它是一种光电转换器件，其基本原理是光照到P-N结上时，吸收光能并转变为电能。当光敏三极管加上反向电压时，管子中的反向电流随着光照强度的改变而改变，光照强度越大，反向电流越大，大多数都工作在这种状态。

工作原理

光敏三极管和普通三极管的结构相类似。不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN结作为感光面，一般用集电结作为受光结，因此，光敏三极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通三极管。光敏三极管与普通半导体三极管一样，是采用半导体制作工艺制成的具有NPN或PNP结构的半导体管。它在结构上与半导体三极管相似，它的引出电极通常只有两个，也有三个的。为适应光电转换的要求，它的基区面积做得较大，发射区面积做得较小，入射光主要被基区吸收。和光敏二极管一样，管子的芯片被装在带有玻璃透镜金属管壳内，当光照射时，光线通过透镜集中照射在芯片上。

光耦合器

主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。光耦合器是70年代发展起来产新型器件，现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离 、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。

工作原理

用于传递模拟信号的光耦合器的发光器件为二极管、光接收器为光敏三极管。当有电流通过发光二极管时，便形成一个光源，该光源照射到光敏三极管表面上，使光敏三极管产生集电极电流，该电流的大小与光照的强弱，亦即流过二极管的正向电流的大小成正比。由于光耦合器的输入端和输出端之间通过光信号来传输，因而两部分之间在电气上完全隔离，没有电信号的反馈和干扰，故性能稳定，抗干扰能力强。发光管和光敏管之间的耦合电容小（2pf左右）、耐压高(2.5KV左右)，故共模抑制比很高。输入和输出间的电隔离度取决于两部分供电电源间的绝缘电阻。此外，因其输入

电阻小（约10Ω），对高内阻源的噪声相当于被短接。因此，由光耦合器构成的模拟信号隔离电路具有优良的电气性能。 ③74LS06

该电路中我们一共采用了两个反相器，它的管脚如图3所示：

图3 74LS06管脚图

74LS06是集电极开路时所输出的6组反相驱动器，它的重要特点的典型值如图4所示：

图4 74LS06集电极反相驱动器主要电特性

74LS06功能表如图5所示：

图5 74LS06功能表

74LS06逻辑原理图如图6所示：

图6 74LS06逻辑原理图

从图中我们可以看出，A1、A2、A3、A4、A5、A6是输入端，Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6是输出端。 （2）硬件电路设计 电路图如图7所示。

图7 前端数据采集器电路图

（3）工作原理

一般来说病患都想药水可以尽量都滴完，在只有很少药水剩余的时候才会显示报警，由此我们必须把水位置尽量放的低一点，所以我们把药水液面的位置设计在输液瓶口的输液管的地方，如图8中液面的位置。如图8所示：型号为MOCH22A的槽型光电耦合器中的发光二极管发出去的光射入到装有药液的输液管外壁上面，经过输液管外壁的折射，再经过药液的折射后，到达输液管的另一侧外壁的内侧上面，再经过输液管的折射后，进入到空气中，最终被槽型光电耦合器中的光敏三极管接收。 如果输液管中的药水没有到达图中的位置的时候，光敏三极管就可以收到发光二极管所发出的光，这个时候槽型光电耦合器输出端所呈现出的状态是低阻态，它可以等效为电阻与R2分压的结果，使反相器D1输入低电平，D2输出低电平。 如果药水到达图中所示位置后，因为光在药水和空气中的折射率不一样，所以光的路线会发生变化，让原来可以照射到光敏三极管上的光发生偏移，让三极管只可以接收到自然光或灯光，进而引发光电流急剧下降，导致三极管截止。这个时候槽型光电耦合器输出端所呈现的状态为高阻态，它就等效于电阻与R2分压，使反相器D1端输入的是高电平，D2端输出的是高电平。