LED数码管的结构和性能检测方法

LED(发光二极管)数码管是由 LED 构成的，也称半导体数码管。

结构与种类

将条状LED按照共阴极(负极)或共阳极(正极)的方法连接，组成“8”字，再把LED另一个电极作笔段电极，就构成了LED数码管。只要按规定使某些笔段上的LED发光，就能显示从0～9共10个数字。同荧光数码管(VFD)、辉光数码管(NRT)相比，它具有体积小、功耗低、耐震动、寿命长、亮度高、单色性好、发光响应时间短并能与TTL、CMOS电路兼容等优点，现已广泛用作数字化仪表、数控装置、家用电器中的数显器件。

常用 LED 数码管按结构不同分为共阴极(负极)与共阳极(正极)两种;按位数不同可分为1位、2位、3位。常见外形及内部结构如图11-13所示。图11-13(a)为LED数码管的外形，图11-13(b)为其引脚，图11-13(c)为其共阴极结构，图11-13(d)为其共阳极结构，采用“+”、“—”分别表示公共阳极和公共阴极。a～g是7个笔段电极，dp为小数点。另有一种字高为7.6mm的超小型LED数码管，引脚从左右两排引出，小数点则是独立的。

主要性能检测

LED数码管外观要求颜色均匀、无局部变色等，在业余条件下可用干电池进行检测。以共阴极数码管为例，检测方法如图11-14(a)所示。

图11-13 LED 数码管的外形、引脚与结构

将3V干电池负极引出线固定接触在LED数码管的公共阴极上，电池正极引出线依次接触笔画的正极端。引出线接触到某一笔画的正极端时，该笔画就应显示出来。显然，用这种方法不仅可以检测出数码管各引脚的功能，而且还可以检测其是否有断笔(某笔画不能显示)、连笔(某些笔画连在一起)，以及比较不同笔画发光的强弱。若检测共阳极数码管，只需将电池正、负极引出线对调一下即可。常见1、2、3位数码管的引脚功能如图11-14(b)所示。

图11-14 LED 数码管的检测

LED数码管每笔画工作电流I在5～10mA之间，若电流过大会损坏数码管，因此必须加限流电阻，其阻值可按下式计算：

式中U0为测试LED数码管用电源电压，U为LED数码管每笔画压降(约2V)。

利用数字式万用表的hFE插口能够方便地检查LED数码管的发光情况。选择测NPN管挡时，C孔带正电，E孔带负电。从E孔插入一根单股细导线，导线引出端接LED数码管的公共阴极“—”(③脚与⑧脚在内部连通，可任选一个作为“—”极);再从C孔引同一根导线依次接触LED数码管的各笔段电极，可分别显示对应的笔段。若按图11-15所示电路，将①、④、⑤、⑨、⑩脚短路后再与C孔引出线接通，则显示数字“2”。把a～g段全部接C孔引线，就显示全亮笔段，构成数字“8”。

图11-15 数字式万用表检测共阴极LED数码管

检测时若发光暗淡，说明器件已老化，发光效率太低。如果显示的笔段残缺不全，说明数码管已局部损坏。

对于型号不明、又无引脚排列图的 LED 数码管，用数字式万用表的hFE挡可完成下述测试工作：判定数码管的结构形式(共阴或共阳)，识别引脚，检测全亮笔段。预先可假定某个电极为公共极，然后根据笔段发光或不发光加以验证。当笔段电极接反或公共极判断错误时，该笔段就不能发光。