LED发光二极管基础知识 (led发光二极管型号参数)
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发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到透视不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。一、LED光源的特点1.电压:LED使用低压电源,供电电压在6-V之间,根据产品不同而异,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。2.效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少%3.适用性:很小,每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境4.稳定性:万小时,光衰为初始的%5.响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级6.对环境污染:无有害金属汞7.颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的LED,随着电流的增加,可以依次变为橙色,电影,最后为绿色8.*:LED的*比较昂贵,较之于白炽灯,几只LED的*就可以与一只白炽灯的*相当,而通常每组信号灯需由上~只二极管构成。二、单色光LED的种类及其发展历史最早应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源问世于世纪年代初。当时所用的材料是GaAsP,发红光(λp=nm),在驱动电流为毫安时,光通量只有千分之几个流明,相应的发光效率约0.1流明/瓦。年代中期,引入元素In和N,使LED产生绿光(λp=nm),黄光(λp=nm)和橙光(λp=nm),光效也提高到1流明/瓦。到了年代初,出现了GaAlAs的LED光源,使得红色LED的光效达到流明/瓦。年代初,发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料的开发成功,使LED的光效得到大幅度的提高。在年,前者做成的LED在红、橙区(λp=nm)的光效达到流明/瓦,而后者制成的LED在绿*域(λp=nm)的光效可以达到流明/瓦。三、单色光LED的应用最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命,低光效的瓦白炽灯作为光源,它产生流明的白光。经红色滤光片后,光损失%,只剩*明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电瓦,即可产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。年,我国开始在汽车上安装高位刹车灯,由于LED响应速度快(纳秒级),可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况,减少汽车追尾事故的发生。另外,LED灯在室外红、绿、蓝全彩显示屏,匙扣式监控电筒等领域都得到了应用。四、白光LED的开发对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。年发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成。GaN芯片发蓝光(λp=nm,Wd=nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出电影光发射,峰值nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约-nm。LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。现在,对于InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温-K的各色白光。(如下图所示)下表列出了目前白色LED的种类及其发光原理。目前已商品化的第一种产品为蓝光单晶片加上YAG电影荧光粉,其最好的发光效率约为流明/瓦,YAG多为日本日亚公司的进口,*在元/公斤;第二种是日本住友电工亦开发出以ZnSe为材料的白光LED,不过发光效率较差。从表中也可以看出某些种类的白色LED光源离不开四种荧光粉:即三基色*红、绿、蓝粉和石榴石结构的电影粉,在未来较被看好的是三波长光,即以无机紫外光晶片加R.G.B三颜色荧光粉,用于封装LED白光,预计三波长白光LED今年有商品化的机机会。但此处三基色荧光粉的粒度要求比较小,稳定性要求也高,具体应用方面还在探索之中。