LED专业知识介绍.docx

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1、LED的专业学问（一）LED的根本元素LED是英文light emitting diode （发光二极管）的缩写，顾名思义发光二极管是一种 可以将电能转化为光能的电子器件具有二极管的特性。它有以下儿个根本元素构成： 1. Ga：钱；2. As：础；A1：铝；3. P：磷；In：锢；4. N：氮二元：GaP；三元：AlGaP （偏黄色，黄绿色）AlGaAs （偏红色）四元：GaAs 蓝绿光：Sapphire （蓝宝石）（二）LED的组成.1 .支架-导电和支撑。2 .银胶-固定晶片和导电。3 .金线-连接晶片PAD （焊垫）与支架，并使其能导通。（其中蓝绿光确定要 打两条线出来，而四元是垂直构造

2、，所以只需打一条线）。4 .环氧树脂-一保护lamp的内部构造，可略微转变lamp的发光颜色，亮度和 角度，使lamp成形。5 .晶片-发光的半导体材料（三）LED的构造及发光原理5。年前人们已经了解半导体材料可产生光线的根本学问，第一个商用二极管产 生于1960年。LED是英文light emitting diode （发光二极管）的缩写，它的根本 构造是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧 树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。LED的核心局部是由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

3、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LED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红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。（四）LED光源的特点LED电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，依据产品不同而异， 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。1. LED效能：LED消耗能量较同光效的白炽灯削减80%。

4、2. LED适用性：每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种外 形的器件，并且适合于易变的环境。3. LED稳定性：LED可工作10万小时，光衰为初始的50机LED响应时间：其白炽灯的响应时间为亳秒级，LED灯的响应时间为纳秒级。4. LED环保：无有害金属汞。5. LED颜色：转变电流可以变色，发光二极管便利地通过化学修饰方法，调整 材料的能带构造和带隙，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，黄色，最终为绿色。6. LED价格：LED的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几只LED的价格就可以与一 只白炽灯的价格相当，而通常每组信号灯

5、需由上300500只二极管构成。（五）LED的进展史最早应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源问世于20世纪60年月初。当 时所用的材料是GaAsP,发红光（Zp=650nm）,在驱动电流为20亳安时，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。70年月中期，引入元素In和N,使LED产生绿光（Xp=555nm）,勤i （Xp=590nm） 和橙光（Xp=610nm）,光效也提高到1流明/瓦。到了 80年月初，消灭了GaAlAs的LED光源，使得红色LED的光效到达10流 明/瓦。90年月初，发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GalnN两种材料的开发成 功，使LED

6、的光效得到大幅度的提高。在2023年，前者做成的LED在红、橙 区aP=615nm）的光效到达100流明/瓦，而后者制成的LED在绿色区域 （Xp=530nm）的光效可以到达50流明/瓦。（六）LED的分类.按发光管发光颜色分按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿1 蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。依据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二 极管还可分成有色透亮、无色透亮、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光 二极管和达于做指示灯用。1 .按发光管出光面特征分按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向

7、管、外表安装用微型 管等。圆形灯按直径分为（p2mm、（p4.4mm （p5mm、（p8mm、（plOmm 及（p20mm 等。国外通常把（p3mm的发光二极管记作T-1；把5mm的记作T-1（3/4）；把 （p4.4mm 的记作 T-1 （1/4）02 .按发光二极管的构造分按发光二极管的构造分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及 玻璃封装等构造。3 .按发光亮度分一般亮度:R,H,G,Y,E等高亮度：VG.,VY,SR等超高亮度：UG, UY, UR, UYS不行见光（红外线）：IR,SIR,VIR,HIR红外线接收管：PT光电管：PD.依据用途分.分为大功率led芯片、小功

8、率led芯片两种。小功率的芯片一般分为8mik 9miK 12mil、14mil等。大功率的芯片一般为35mil, 40miL 60miL(七)技术参数.顺向电压(VF)：施加在晶片两端，使晶片正向导通的电压。此电压与晶片本 身和测试电流存在相应的关系，过大就会是晶片被击穿。顺向电压最好的是在 3.6v左右。3.2v是蓝白光的标准电压，是其他光的标准电压。1 .顺向电流(IF)晶片在施加确定电压后，所产生的正向导通电流。IF的大小， 与顺向电压的大小有关。晶片的工作电流在10-20mA左右。2 .逆向电压(VR)施加在镜片上的反向电压。3 .逆向电流(IR)晶片在施加反向电压后，所产生的一个漏

9、电流。此漏电流越 小越好。大了简洁造成晶片被反向击穿。(八)LED的应用由于发光二极管的颜色、尺寸、外形、发光强度及透亮状况等不同，所以使用 发光二极管时应依据实际需要进展恰中选择。由于发光二极管具有最大正向电流IFm、最大反向电压VRm的限制，使用时， 应保证不超过此值。为安全起见，实际电流IF应在0.6IFm以下；应让可能消灭 的反向电压VRRmo LED被广泛用于种电子仪器和电子设备中，可作为电源指 示灯、电平指示或微光源之用。红外发光管常被用于电视机、录像机等的遥控器 中。(九)有关LED的一些根本单位定义L光通量(Im)：光源每秒钟发出可见光量之总和。例如一个100瓦(w)的灯 泡可

10、产生15001m, 一支40瓦(w)的日光灯可产生35001m的光通量。2 .发光强度(cd)：光源在单位立体角内发出的光通量，也就是光源所发出的光 通量在空间选定方向上分布的密度。光强的单位是坎特拉（cd）,也称烛光。 如：1单位立体角度内发出1流明的光称为1坎特拉（led）。3 .亮度：发光二极管是一种发光器件，亮度系指单位面积之照度，单位为：烛 光/平方米，发光二极管标准之驱动电流为20mA o.色温（k）：以确定温度（k=+273.15） K来表示，马上一黑体加热，温 度升到确定程度时，颜色渐渐由深红-浅红-橙红-黄黄白白-蓝白-蓝变化。当 某光源与黑体的颜色一样时，我们将黑体当时确实

11、定温度称为该光源的色温。如： 当黑体加热呈现深红时温度约为550,即色温为823Ko4 .光效（lm/w）：光源发出的光通量除以光源所消耗的功率。它是衡量光源节能 的重要指标。5 .显色性（ra）：光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性。也就是颜色的逼 真程度。国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为100。各类光源的显色指 数各不一样。如：白炽灯ra90,荧光灯ra = 60-90o.可视角度:角度分X轴（左、右）Y轴（上、下）当中心轴为1之亮度，左 右或上下轴亮度达1/2时之夹角为可视角度；例70。可视角度系指从中心点 向上下或左右各35。6 .四元系：指以ALInGaP四个化学元素所制作

12、成的发光二极管，可以发出黄 绿/黄色/橙色/红色（波长550-630nm ）之间的光，具有亮度高、衰 减度低的特性，为目前户外发光二极管之主流产品。7 .纯绿/黄绿：传统绿色LED是以黄绿为主，波长从550-570nm ,价格低， 亮度也低，衰减快，1994 年日本亚制造公司制造出了纯绿（波长520-530nm）价格高，亮度高，衰减慢，广泛在户外显示屏上使用，此两种产 品有着极大的差异，设计时必需区分清楚。8 .单色/双基色/全彩屏：三原色为红色/绿色/蓝色；假设一颗象素管中含 有此三种发光二极管则称为全彩显示屏；假设只有红+绿称为双基色屏，假设 只有一种颜色如红色或黄色则称为单色显示屏，单色

13、显示屏以播放纯文字内容为 主，双基色则以文字+图案+动画为主，全彩屏则以播发视频信号为主。9 .使用寿命:系指发光二极管亮度到达初始值一半的时间，又成为半衰期，不同 的芯片使用在不同的环境中会有不同的使用寿命。10 .亮度衰减曲线：各种芯片在确定条件下（温度、电流）亮度与时间的曲线； 此曲线可以真正了解到芯片的特性好坏。11 .芯片/单灯/象素管：二极发光管为半导体材料，其发光元件称芯片，用芯片封装成可以点亮的最小单 元称单灯；很多小灯组装灌胶封装成一个大颗的管子加上外罩成为象素管。12 .点直径：指象素管之直径。13 .点间距:指两相邻象素管中心间之距离，标准可区分之灯点间距=灯点直径 x 1.25。14 .可视距离:指在此距离可以清楚看出显示屏体所显示之内容，此距离与显示文 字的字高有关，简易速算公式：最近可视距离：50 x字高高度（米）最远可视距离：200 x字高高度（米）15 .亮度自动调整：发光二极管随着环境亮度的强弱，而对自身的亮度亦作强弱之调整，一般以降低电流的方法来到达降低亮度的目的。16 .点密度：指每平方米有多少个象素管。17 .操作温度：显示屏可以正常使用的最低温度及最高温度。