led燈的特點(diǎn)及其發(fā)光原理

1、LED燈的特點(diǎn)及其發(fā)光原理燈的特點(diǎn)及其發(fā)光原理一、LED的結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，第一個(gè)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(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護(hù)內(nèi)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(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型

2、半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為pn結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)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(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。二、LED光源的特點(diǎn)1.電壓：L

3、ED使用低壓電源，供電電壓在624V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所。2.效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80%3.適用性：很小，每個(gè)單元LED小片是35mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境4.穩(wěn)定性：10萬小時(shí)，光衰為初始的50%5.響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)6.對環(huán)境污染：無有害金屬汞7.顏色：改變電流可以變色，發(fā)光

4、二極管方便地通過化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬?，黃色，最后為綠色8.價(jià)格：LED的價(jià)格比較昂貴，較之于白熾燈，幾只LED的價(jià)格就可以與一只白熾燈的價(jià)格相當(dāng)，而通常每組信號(hào)燈需由上300～500只二極管構(gòu)成。三、單色光LED的種類及其發(fā)展歷史最早應(yīng)用半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光原理制成的LED光源問世于20世紀(jì)60年代初。當(dāng)時(shí)所用的材料是GaAsP，發(fā)紅光（λ

5、p=650nm），在驅(qū)動(dòng)電流為20毫安時(shí)，光通量只有千分之幾個(gè)流明，相應(yīng)的發(fā)光效率約0.1流明瓦。LED（LightEmittingDiode）是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體，其特點(diǎn)如下：（1）效率高按照通常的光效定義，LED的發(fā)光效率并不高（一般10～30lmW，目前已知光效最高的橙紅色LED光效可以達(dá)到55lmW），但由于LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，效率可以達(dá)到8090%，而光效差不多的白熾燈其可見光效率僅為1020

6、%。（2）光線質(zhì)量高由于光譜中沒有紫外線和紅外線，故沒有熱量，沒有輻射，LED屬于典型的綠色照明光源。（3）光色純與白熾燈全頻段光譜不同，典型的LED光譜狹窄，發(fā)出的光線很純。（4）能耗小單體LED的功率一般在0.05～1W，通過集群方式可以量體裁衣地滿足不同的需要，浪費(fèi)很少。尤其是需要彩色光的時(shí)候，采用白光經(jīng)過濾色的方式大費(fèi)周折并且浪費(fèi)能源，而LED固有的彩色卻是得天獨(dú)厚。（5）壽命長光通量衰減到70%的標(biāo)稱壽命10萬小時(shí)，實(shí)際上幾乎