led完全手冊

1、1LED完全手冊完全手冊一、LED的結構及發(fā)光原理50年前人們已經(jīng)了解半導體材料可產(chǎn)生光線的基本知識，第一個商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文lightemittingdiode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結構是一塊電致發(fā)光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。發(fā)光二極管的核心部分是由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過渡層

2、，稱為pn結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。當它處于正向工作狀態(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，通常被用在電子器具來顯示電路是否關閉或打開的指示燈光的強弱與電流有關。透明

3、的環(huán)氧半導體晶片LED環(huán)氧圍封下伸出的那兩條線或者“燈泡“顯示出LED應怎樣加連接到電路LED導線的負極是以兩種方法來顯示一種是由燈泡的平面第二種是兩條線當中短的那條線負極導線應連接到電池負端LED運行電壓相對很低大約只有1到4伏電壓吸取的電流也大約只有10到40毫安.發(fā)光二極管最重要的一部分就是在燈泡中央的半導體晶片晶片有兩個由接口分離的區(qū)域P區(qū)域是由正電荷控制而n區(qū)域是由負電荷控制這個接口充當了P和n電子流動的擋板只有當半導體晶片的

4、電壓足夠時電流才開時流動和電子穿過接口進入到P區(qū)域什么使LED發(fā)出光和什么決定了發(fā)光二的顏色當足夠的電壓到達晶片穿過發(fā)光二極管的導線電子就非常容易的在P和N的區(qū)域穿過分隔處在P區(qū)域正電荷比負電荷要多很多在n區(qū)域中的電子比正電荷多當電壓和電流開始流動在N區(qū)域的電子就有足夠的能源移動穿過分隔處進入P區(qū)域由于共有的庫侖力的正負電荷之間的互相吸引P區(qū)域電子立即吸引到正電荷當電子足夠的移動到與P區(qū)域的正電荷的接近這兩種電荷就“重新結合“每次電子和

5、正電荷結合時電位能轉變?yōu)殡姶拍苊看握撾姾傻闹匦陆Y合時電磁能的量子以半導體材料的頻率特性的光電形式發(fā)出(通常是鎵砷和磷的化學元素結合)只有當光量子在非常狹的頻率范圍內才可以發(fā)射光不同的半導體材料使發(fā)光二極管發(fā)出不同的顏色和需要不同的能量去使它們變亮.發(fā)光二極管發(fā)出的能量有多少所需的電壓引起電子流動穿過Pn分隔處和電能是同恒量的不同顏色的發(fā)光二極管發(fā)出單色的顯眼光發(fā)光二極管發(fā)出光的能量(E)是和電子電荷(q)有關和所需的電壓(V)使發(fā)光二

6、極管發(fā)光E=qV焦耳這個公式簡單的說明了電壓和電能是同恒量的.恒量q是指一個單電子的電荷1.6x1019庫侖(電量單位)找出來自電壓的能量假如測量流過發(fā)光二極管導線的電壓你希望找出使發(fā)光二極管發(fā)出光所需的相應能量.比如說發(fā)紅光的發(fā)光二極管和所測電壓和導線是1.7伏那么使二極管發(fā)光所需的能量是E=qV或者E=1.6x1019(1.71)焦耳找出波長或頻率光的頻率和光的波長有關聯(lián)分光儀可以用來檢查由發(fā)光二極管發(fā)出的光和估計由LED發(fā)出光的最

7、高峰值.但我們更喜歡檢測由LED所發(fā)出的光強度.C是代表光的速度(3x108米每秒)而是代表由分光儀讀取的光波長(以納米或109米為單位).假如你從分光儀器中觀察發(fā)紅光的二極管你會發(fā)現(xiàn)LED發(fā)出的最高的強度顏色范圍和從分光儀讀取的波長是相符合的=660nm660x109m.3射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200500nm。LED基片發(fā)出的藍光部分被熒光粉吸收，另一部分藍光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到得白光?，F(xiàn)在，對于InGa

8、NYAG白色LED，通過改變YAG熒光粉的化學組成和調節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫350010000K的各色白光。目前已商品化的第一種產(chǎn)品為藍光單晶片加上YAG黃色熒光粉，其最好的發(fā)光效率約為25流明瓦，YAG多為日本日亞公司的進口，價格在2000元公斤；第二種是日本住友電工亦開發(fā)出以ZnSe為材料的白光LED，不過發(fā)光效率較差。某些種類的白色LED光源離不開四種熒光粉：即三基色稀土紅、綠、藍粉和石榴石結構的黃色粉，在未來較被看好的是

9、三波長光，即以無機紫外光晶片加R.G.B三顏色熒光粉，用于封裝LED白光，預計三波長白光LED今年有商品化的機機會。但此處三基色熒光粉的粒度要求比較小，穩(wěn)定性要求也高，具體應用方面還在探索之中。六、LED壽命的理解LED的使用壽命，一般認為在理想狀態(tài)下一般認為有10萬小時。但在實際在使用過程中其光強會隨使用時間的推移逐漸衰減，光效率逐漸降低。把光強衰減到初始光強的70%以下時定為壽命終止，就目前來說還沒有明確的國家標準用來衡量。而且LE

10、D的使用壽命與其芯片的本身的質量及其封裝技術、工藝有直接關系，某些芯片在20mA條件下連續(xù)點亮4000小時后其光亮度衰減已達50%。但是隨著技術、工藝的提高，光衰時間越來越緩慢，即壽命也越長。七、LED的節(jié)能及可性LED是電流控制元件，通過流過的電流，將電能轉變?yōu)楣饽埽蚱洳淮嬖谀Σ翐p耗和機械損耗，所以在節(jié)能方面比一般的光源的效率高，但是LED光源并不能像一般的普通光源一樣可以直接使用電網(wǎng)電壓，它必須配置一個電壓轉換裝置，提供滿足其額定

11、的電壓、電流，才能正常工作，即LED專用電源。但是各種不同的LED電源其性能和轉換效率各不相同，所以選擇合適、高效的LED專用電源，才能真正體現(xiàn)LED光源高效特性。因為低效率的LED電源本身就需要消耗大量電能，在配合LED的使用過程中根本就體現(xiàn)不出LED的高效節(jié)能特性。而且LED電源也必須是高可性電源，才能保證LED光源系統(tǒng)長壽命。八、LED的基本特性及使用時的注意事項1常見的LED電性能參數(shù)（1）LED正向電壓不同顏色的LED在額定的

12、正向電流條件下，有著各自不同的正向壓降值，紅、黃色：1.8~2.5V之間，綠色和藍色：2.7~4.0V之間。對于同種顏色的LED，其正向壓降和光強也不是完全一致的。如下表：發(fā)光顏色外觀顏色波長λD(nm)正向電壓VF亮度Iv(mcd)IF=20mAMin.Max.紅色水透明645~6601.82.550~300黃綠色水透明570~5751.82.550~300黃色水透明585~5901.82.5500~5000藍色水透明455~4752