工控電路板常見的光電及顯示器件有LED、數碼管、紅外發射及接收器件、光電耦合器、顯示器、光纖組件、激光元件和模塊，我們將光電耦合器放在集成電路類別里單獨介紹。

1　LED（發光二極管）和數碼管

在工控電路板中，各種顏色的LED用來指示電路的工作狀態，通常，綠色LED用來指示電源開啟或是機器的正常運行狀態，紅色LED用來指示錯誤及報警狀態。通過觀察LED的亮燈狀態，結合機器操作手冊，可以大致清楚機器的故障類型，為維修入手提供依據。發光二極管是極不容易損壞的器件，即使損壞，對電路的正常工作也不會構成實質影響。

白光LED因為發光效率高，壽命長，近些年來得到很大發展。

數碼管也是由若干LED組成，通過芯片控制不同的發光段組合來得到顯示的字符或圖形。LED管和數碼管外形。

　LED管和數碼管

2　紅外發射及接收器件

紅外線發射管屬于二極管類，正向通電后可以發射某個波長的紅外線，并有一定的輻射范圍。

　紅外發射及接收器件外形

紅外線接收管有兩種，一種是光電二極管，另一種是光電三極管。光電二極管是在反向電壓作用下工作的，沒有光照時，反向電流極其微弱，叫暗電流；有光照時，反向電流迅速增大到幾十微安，稱為光電流。光的強度越大，反向電流也越大。光的變化引起光電二極管電流變化，這就可以把光信號轉換成電信號，成為光電傳感器件。

光電三極管在將光信號轉化為電信號的同時，也把電流放大了。因此，光電三極管也分為兩種，分別是NPN型和PNP型。

紅外發射及接收器件可以組合成很多應用，如紅外線遙控、數據傳輸、光強檢測、安全控制等。

3　顯示器

工控行業中，早期的顯示器是CRT（陰極射線管）顯示器，現在多使用LCD（液晶顯示器）。CRT顯示器體積較大、笨重，相對耗電及故障率高，但色度還原較LCD要好，對顯示顏色要求比較苛刻的場合還有用到；液晶顯示器體積小、耗電少、相對壽命長、故障率低，在很多顯示場合已經取代CRT顯示器。

　CRT顯示器和LCD

CRT主要有五部分組成：電子槍（Electron Gun），偏轉線圈（Deflection coils），蔭罩（Shadow mask），熒光粉層（Phosphor）及玻璃外殼。它是通過陰極發射電子束轟擊熒光屏來發光的，電子束的發射方向由偏轉線圈通電后產生的磁場來控制。

CRT顯示器的常見故障有：屏幕無顯示、水平一條亮線、垂直一條亮線、屏幕顯示模糊、屏幕有消隱線等，這些故障的維修可以參照顯像管電視機的維修，早期各類維修書籍也都有介紹。

LCD的構造是在兩片平行的玻璃當中放置液態的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產生畫面。液晶本身不發光，需要背景光源，所以我們看到的LCD都離不開背景燈，有些背景燈使用高壓燈管，其原理和日常所見日光燈相同；現在有些LCD已經使用LED光源做背景燈，做到更加節能并增加可靠性。

工控行業常見的LCD液晶屏包括以下幾部分：

①高壓板：將主板的5V或12V電壓轉換為幾百伏以上的高壓供燈管使用。

②燈管：提供顯示背景光。

③控制電路：負責主機與液晶屏的數據處理。

④排線：負責主機與控制電路的數據傳遞。

⑤液晶屏部分：最基本有背光紙（反光用），光導板，柔光膜、聚光膜2～3張，最后（也就是面對的最前面一層）是液晶板；根據液晶屏的檔次，這些結構還有些不同。

液晶屏產生的故障大致有這樣幾種：白屏、花屏、黑屏、屏暗、發黃、顯示模糊等。

這些故障中相對而言較容易維修的是屏暗、發黃、白斑。屏暗其實就是燈管老化了，直接更換就行。發黃和白斑均是背光源的問題，通過更換相應背光片或導光板均可解決。

白屏、花屏、黑屏基本均是由于電路故障產生的。首先應該排除屏線的斷裂，而后看電壓是否已經加到屏上，再依次檢查后級是否有高壓及負壓輸出、主控制芯片是否工作等。有相當一部分花屏是由于行驅動沒有工作，少部分的花屏是由于行或列的驅動模塊損壞。

顯示模糊、若有若無，甚至看不到顯示字符或圖像，是屏的對比度發生變化。而對比度與屏上電路的負電壓有關，改變負壓的大小可以調節屏的對比度。某些屏可以通過相應電路的電位器進行調節，某些屏是通過軟件來調節的，如果不能調整，則要從分析負壓電路結構入手查找。

1.5.4　光纖組件、激光元件

光纖在工控設備的數據傳輸應用越來越多，如在數字伺服和傳動系統數據通信中使用SERCOS總線，就使用光纖來傳輸數據。另外某些設備的激光束也使用光纖來傳輸。

最常見的激光元件是激光二極管，其本質上也是一個半導體二極管，具有二極管的特點。激光二極管常見故障就是老化，測量判斷方法如下。

光纖及激光二極管

用指針萬用表R×1k或R×10k擋測量其正、反向電阻值。正常時，正向電阻值為20～40kΩ，反向電阻值為∞（無窮大）。若測得正向電阻值已超過50kΩ，則說明激光二極管的性能已下降。若測得的正向電阻值大于90kΩ，則說明該二極管已嚴重老化，不能再使用了。