【题目编号】MC1-1130
【题目】LED 是哪种器件的缩写?
【答案】A
[A]发光二极管
[B]液晶显示器
[C]阴极射线管
[D]束射四极管
考点速览
这道题考的是常用缩写的展开,属于器件名称的基础题。它虽然简单,却是读英文资料与器件手册的起点:缩写认错了,后面所有关于特性的讨论都会跑偏。题目给出的三个错误项分别是显示器件与电子管,都是业余无线电与电子爱好者熟悉的东西,正因为熟悉才容易顺手选错,考的是能不能把名称与实体严格对应起来。
发光颜色由禁带宽度决定
LED 是 Light Emitting Diode 的缩写,中文名称是发光二极管。它本质上是一个 PN 结,材料多用化合物半导体,例如砷化镓、磷砷化镓、磷化镓、氮化铟镓等,而不是普通硅二极管常用的硅。当 PN 结正向偏置时,电子从 N 区注入 P 区、空穴从 P 区注入 N 区,两者在结区附近复合,把多余的能量以光子形式放出,这就是电致发光。
放出的光子能量近似等于材料的禁带宽度,因此发光颜色由材料决定。换算关系可以记成
λ(纳米)≈ 1240 ÷ Eg(电子伏)
其中 Eg 是禁带宽度,单位电子伏。举例说明量级:禁带宽度约 1.9 电子伏的材料发红光,波长约六百五十纳米;约 2.2 电子伏对应黄绿光;约 2.7 电子伏对应蓝光,波长约四百六十纳米。红外发光管用的材料禁带更窄,发出的光人眼看不见,但能被光电二极管接收,这正是遥控器与光通信的基础。白光发光二极管通常是用蓝光芯片激发黄色荧光粉,让蓝光与黄光混合成视觉上的白色。
发光二极管是二极管家族的一员,所以它同样具有单向导电性,必须正向接、并且要限流,这两点在另一道题里专门讨论。它相对白炽灯指示灯的优点是发光效率高、功耗低、寿命长、响应快、抗震、体积小。
逐项辨析
选项 A 正确。LED 对应的正是发光二极管,三个英文单词分别对应「发光」「二极管」两层含义,中间的 Emitting 表示发射、发出。
选项 B 错误。液晶显示器是 LCD,即 Liquid Crystal Display。液晶本身不发光,它靠外加电场改变液晶分子的排列,从而改变对偏振光的透过率,需要背光源配合。它与发光二极管的工作机理正好相反:一个调控光,一个产生光。需要注意的是,很多设备的液晶屏用发光二极管做背光,于是产生「LED 显示屏」这种说法,容易和真正的发光二极管阵列混淆。
选项 C 错误。阴极射线管是 CRT,即 Cathode Ray Tube。它靠电子枪发射电子束,经偏转后在荧光屏上扫描成像,属于真空电子器件,体积大、功耗高、需要上万伏的高压,早年用于示波器与显像管电视。它与半导体发光器件不属于同一类。
选项 D 错误。束射四极管是电子管的一种,英文为 beam tetrode,常见于音频功放与射频功放电路,靠控制栅、帘栅与束射屏来整形电子流以提高效率与功率。它工作在真空管里,与半导体发光器件毫无关系。
发光与显示不是一回事
第一处是发光器件与显示器件。发光二极管是光源,液晶显示器是光阀,有机发光二极管则把两者合一,是自发光显示。三者的缩写与含义不要串线。第二处是「红外发光管」与「可见光发光管」。两者结构相同,只是材料禁带宽度不同,红外管的发光不可见,用在遥控、光电开关与光耦中,常被忽略但其原理完全一致。第三处是缩写的扩展方向。英文缩写多取首字母,LED 里的 E 容易被忽略,误读成发光二极管以外的「电致发光器件」;实际上电致发光是更宽的概念,发光二极管是其中一种实现方式。
应试要点
四个缩写的对应关系要背牢:LED 是发光二极管,LCD 是液晶显示器,CRT 是阴极射线管,束射四极管是电子管的一种。把机理串起来记:LED 正向通电、载流子复合发光,波长由禁带宽度决定,记住近似式 λ(纳米)约等于 1240 除以禁带宽度(电子伏),就能解释颜色与材料的对应。