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)關規定,第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年發展基礎。LED是英文light emitting diode(發(fā)光二極管)的縮寫(xiě),它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料建強保護,置于一個(gè)有引線的架子上同期,然后四周用環(huán)氧樹(shù)脂密封,起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用堅持先行,所以LED的抗震性能好產業。 ??
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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型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層情況較常見,稱為p-n結(jié)狀況。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(lái)機製,從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓集成應用,少數(shù)載流子難以注入探討,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)光二極管高效流通,通稱LED調解製度。 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(yáng)極流向陰極時(shí)功能,半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線應用的因素之一,光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。 ??
二預期、LED光源的特點(diǎn) ??
1. 電壓:LED使用低壓電源敢於監督,供電電壓在6-24V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重要的作用,特別適用于公共場(chǎng)所貢獻。 ??
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3-5mm的正方形穩中求進,所以可以制備成各種形狀的器件統籌,并且適合于易變的環(huán)境 ??
4. 穩(wěn)定性:10萬(wàn)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)協同控製,LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí) ??
6. 對(duì)環(huán)境污染:無(wú)有害金屬汞 ??
7. 顏色:改變電流可以變色振奮起來,發(fā)光二極管方便地通過(guò)化學(xué)修飾方法,調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙利用好,實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光深入各系統。如小電流時(shí)為紅色的LED,隨著電流的增加尤為突出,可以依次變?yōu)槌壬幎?,黃色,最后為綠色 ??
8. 價(jià)格:LED的價(jià)格比較昂貴進行部署,較之于白熾燈責任,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)成保護好。 ??
三組建、單色光LED的種類及其發(fā)展歷史 ??
最早應(yīng)用半導(dǎo)體P-N結(jié)發(fā)光原理制成的LED光源問(wèn)世于20世紀(jì)60年代初。當(dāng)時(shí)所用的材料是GaAsP特點,發(fā)紅光(λp=650nm)深刻變革,在驅(qū)動(dòng)電流為20毫安時(shí),光通量只有千分之幾個(gè)流明和諧共生,相應(yīng)的發(fā)光效率約0.1流明/瓦質生產力。 ??
70年代中期,引入元素In和N技術交流,使LED產(chǎn)生綠光(λp=555nm)先進的解決方案,黃光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm),光效也提高到1流明/瓦創造更多。 ??
到了80年代初宣講活動,出現(xiàn)了GaAlAs的LED光源,使得紅色LED的光效達(dá)到10流明/瓦工藝技術。 ??
90年代初效率,發(fā)紅光、黃光的GaAlInP和發(fā)綠近年來、藍(lán)光的GaInN兩種新材料的開(kāi)發(fā)成功講道理,使LED的光效得到大幅度的提高發展目標奮鬥。在2000年,前者做成的LED在紅全面革新、橙區(qū)(λp=615nm)的光效達(dá)到100流明/瓦作用,而后者制成的LED在綠色區(qū)域(λp=530nm)的光效可以達(dá)到50流明/瓦。 ??
四行業分類、單色光LED的應(yīng)用 ??
最初LED用作儀器儀表的指示光源技術特點,后來(lái)各種光色的LED在交通信號(hào)燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用,產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益發展邏輯。以12英寸的紅色交通信號(hào)燈為例凝聚力量,在美國(guó)本來(lái)是采用長(zhǎng)壽命,低光效的140瓦白熾燈作為光源為產業發展,它產(chǎn)生2000流明的白光範圍和領域。經(jīng)紅色濾光片后,光損失90%各項要求,只剩下200流明的紅光更高要求。而在新設(shè)計(jì)的燈中,Lumileds公司采用了18個(gè)紅色LED光源新技術,包括電路損失在內(nèi)共同學習,共耗電14瓦,即可產(chǎn)生同樣的光效深入。 ??
汽車信號(hào)燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域效高。1987年,我國(guó)開(kāi)始在汽車上安裝高位剎車燈基礎,由于LED響應(yīng)速度快(納秒級(jí))性能,可以及早讓尾隨車輛的司機(jī)知道行駛狀況,減少汽車追尾事故的發(fā)生對外開放。 ??
另外技術創新,LED燈在室外紅、綠資料、藍(lán)全彩顯示屏設施,匙扣式微型電筒等領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。 ??
五堅定不移、白光LED的開(kāi)發(fā) ??
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對(duì)于一般照明而言,人們更需要白色的光源更讓我明白了。1998年發(fā)白光的LED開(kāi)發(fā)成功迎難而上。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(lán)光(λp=465nm探索,Wd=30nm)堅持先行,高溫?zé)Y(jié)制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光發(fā)射產業,峰值550nm。藍(lán)光LED基片安裝在碗形反射腔中情況較常見,覆蓋以混有YAG的樹(shù)脂薄層可持續,約200-500nm。 LED基片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉吸收體製,另一部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合構建,可以得到得白光。現(xiàn)在能力和水平,對(duì)于InGaN/YAG白色LED覆蓋,通過(guò)改變YAG熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度,可以獲得色溫3500-10000K的各色白光研究。
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