? ? ?一、led的布局及發(fā)光原理
? ? 50年前大家現已曉得半導體資料可發(fā)作光線(xiàn)的根本知識,第一個(gè)商用二極管發(fā)作于1960年。LED是英文lightemittingdiode(發(fā)光二極管)的縮寫(xiě),它的根本布局是一塊電致發(fā)光的半導體資料,置于一個(gè)有引線(xiàn)的架子上,然后附近用環(huán)氧樹(shù)脂密封,起到維護內部芯線(xiàn)的效果,所以L(fǎng)ED的抗震性能好。
? ? 發(fā)光二極管的中心有些是由p型半導體和n型半導體組成的晶片,在p型半導體和n型半導體之間有一個(gè)過(guò)渡層,稱(chēng)為p-n結。在某些半導體資料的PN結中,寫(xiě)入的少量載流子與大都載流子復合時(shí)會(huì )把剩余的能量以光的方式釋放出來(lái),從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓,少量載流子難以寫(xiě)入,故不發(fā)光。這種運用寫(xiě)入式電致發(fā)光原理制造的二極管叫發(fā)光二極管,通稱(chēng)LED。當它處于正向作業(yè)情況時(shí)(即兩頭加上正向電壓),電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí),半導體晶體就宣布從紫外到紅外不一樣色彩的光線(xiàn),光的強弱與電流有關(guān)。
? ? 二、LED光源的特色
? ? 1.電壓:LED運用低壓電源,供電電壓在6-24V之間,依據商品不一樣而異,所以它是一個(gè)比運用高壓電源更安全的電源,格外適用于公共場(chǎng)所。
? ? 2.效能:耗費能量較同光效的白熾燈削減80%
? ? 3.適用性:很小,每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形,所以能夠制備成各種形狀的器材,而且適合于易變的環(huán)境
? ? 4.穩定性:10萬(wàn)小時(shí),光衰為初始的50%
? ? 5.呼應時(shí)刻:其白熾燈的呼應時(shí)刻為毫秒級,LED燈的呼應時(shí)刻為納秒級
? ? 6.對環(huán)境污染:無(wú)有害金屬汞
? ? 7.色彩:改動(dòng)電流能夠變色,發(fā)光二極管方便地經(jīng)過(guò)化學(xué)修飾辦法,調整資料的能帶布局和帶隙,完成紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)為赤色的LED,跟著(zhù)電流的添加,能夠順次變?yōu)槌壬?,黃色,最后為綠色
? ? 8.價(jià)錢(qián):LED的價(jià)錢(qián)比擬貴重,較之于白熾燈,幾只LED的價(jià)錢(qián)就能夠與一只白熾燈的價(jià)錢(qián)適當,而一般每組信號燈需由上300~500只二極管構成。
? ? 三、單色光LED的品種及其開(kāi)展前史
? ? 最早使用半導體P-N結發(fā)光原理制成的LED光源面世于20世紀60年代初。其時(shí)所用的資料是GaAsP,發(fā)紅光(λp=650nm),在驅動(dòng)電流為20毫安時(shí),光通量只要千分之幾個(gè)流明,相應的發(fā)光功率約0.1流明/瓦。
? ? 70年代中期,引進(jìn)元素In和N,使LED發(fā)作綠光(λp=555nm),黃光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm),光效也進(jìn)步到1流明/瓦。
? ? 到了80年代初,呈現了GaAlAs的LED光源,使得赤色LED的光效到達10流明/瓦。90年代初,發(fā)紅光、黃光的GaAlInP和發(fā)綠、藍光的GaInN兩種新資料的開(kāi)發(fā)成功,使LED的光效得到大幅度的進(jìn)步。在2000年,前者做成的LED在紅、橙區(λp=615nm)的光效到達100流明/瓦,而后者制成的LED在綠色區域(λp=530nm)的光效能夠到達50流明/瓦。
LED燈及其發(fā)光原理一、LED的布局及發(fā)光原理
? ? 50年前大家現已曉得半導體資料可發(fā)作光線(xiàn)的根本知識,第一個(gè)商用二極管發(fā)作于1960年。LED是英文lightemittingdiode(發(fā)光二極管)的縮寫(xiě),它的根本布局是一塊電致發(fā)光的半導體資料,置于一個(gè)有引線(xiàn)的架子上,然后附近用環(huán)氧樹(shù)脂密封,起到維護內部芯線(xiàn)的效果,所以L(fǎng)ED的抗震性能好。
? ? 發(fā)光二極管的中心有些是由p型半導體和n型半導體組成的晶片,在p型半導體和n型半導體之間有一個(gè)過(guò)渡層,稱(chēng)為p-n結。在某些半導體資料的PN結中,寫(xiě)入的少量載流子與大都載流子復合時(shí)會(huì )把剩余的能量以光的方式釋放出來(lái),從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓,少量載流子難以寫(xiě)入,故不發(fā)光。這種運用寫(xiě)入式電致發(fā)光原理制造的二極管叫發(fā)光二極管,通稱(chēng)LED。當它處于正向作業(yè)情況時(shí)(即兩頭加上正向電壓),電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí),半導體晶體就宣布從紫外到紅外不一樣色彩的光線(xiàn),光的強弱與電流有關(guān)。
? ? 四、單色光LED的使用
? ? 開(kāi)端LED用作儀器儀表的指示光源,后來(lái)各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛使用,發(fā)作了極好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。以12英寸的赤色交通信號燈為例,在美國本來(lái)是選用長(cháng)壽命,低光效的140瓦白熾燈作為光源,它發(fā)作2000流明的白光。經(jīng)赤色濾光片后,光丟失90%,只剩下200流明的紅光。而在新描繪的燈中,Lumileds公司選用了18個(gè)赤色LED光源,包含電路丟失在內,共耗電14瓦,即可發(fā)作相同的光效。
? ? 汽車(chē)信號燈也是LED光源使用的重要范疇。1987年,中國開(kāi)端在汽車(chē)上裝置高位剎車(chē)燈,因為L(cháng)ED呼應速度快(納秒級),能夠及早讓跟隨車(chē)輛的司機曉得行進(jìn)情況,削減汽車(chē)追尾事端的發(fā)作。別的,LED燈在室外紅、綠、藍全彩顯示屏,匙扣式微型電筒等范疇都得到了使用。
? ? 五、白光LED的開(kāi)發(fā)
? ? 關(guān)于一般照明而言,大家更需求白色的光源。1998年發(fā)白光的LED開(kāi)發(fā)成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石(YAG)封裝在一起做成。GaN芯片發(fā)藍光(λp=465nm,Wd=30nm),高溫燒結制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍光激起后宣布黃色光發(fā)射,峰值550nm。藍光LED基片裝置在碗形反射腔中,掩蓋以混有YAG的樹(shù)脂薄層,約200-500nm。LED基片宣布的藍光有些被熒光粉吸收,另一有些藍光與熒光粉宣布的黃光混合,能夠得到得白光。如今,關(guān)于InGaN/YAG白色LED,經(jīng)過(guò)改動(dòng)YAG熒光粉的化學(xué)組成和調理熒光粉層的厚度,能夠獲得色溫3500-10000K的各色白光。