【質高價低】品質堅韌 LED發光二極管 質量堅挺【品質好】
簡介
它是半導體二極管的一種,可以把電能轉化成光能;常簡寫為LED。發光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結組成,也具有單向導電性。當給發光二極管加上正向電壓後,從P區註入到N區的空穴和由N區註入到P區的電子,在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴復合,產生自發輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同,釋放出的能量越多,則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極管。
發光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡,使用時必須串聯限流電阻以控制通過管子的電流。
物理特性
發光二極管的兩根引線中較長的一根為正極,應接電源正極。有的發光二極管的兩根引線一樣長,但管殼上有一凸起的小舌,靠近小舌的引線是正極。
與小白熾燈泡和氖燈相比,發光二極管的特點是:工作電壓很低(有的僅一點幾伏);工作電流很小(有的僅零點幾毫安即可發光);抗沖擊和抗震性能好,可靠性高,壽命長;通過調制通過的電流強弱可以方便地調制發光的強弱。由於有這些特點,發光二極管在一些光電控制設備中用作光源,在許多電子設備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀,用7條條狀的發光管組成7段式半導體數碼管,每個數碼管可顯示0~9十個數目字。
發光原理
50年前人們已經瞭解半導體材料可產生光線的基本知識,第一個商用二極管產生於1960年。LED是英文light emitting diode(發光二極管)的縮寫,
它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料,置於一個有引線的架子上,然後四周用環氧樹脂密封,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,稱為PN結。在某些半導體材料的PN結中,註入的少數載流子與多數載流子復合時會把多餘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,少數載流子難以註入,故不發光。這種利用註入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管,通稱LED。 當它處於正向工作狀態時(即兩端加上正向電壓),電流從LED陽極流向陰極時,半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線,光的強弱與電流有關。
以下是傳統發光二極管所使用的無機半導體物料和所它們發光的顏色
鋁砷化鎵(AlGaAs)-紅色及紅外線
鋁磷化鎵(AlGaP)-綠色
磷化鋁銦鎵(AlGaInP)-高亮度的橘紅色,橙色,黃色,綠色
磷砷化鎵(GaAsP)-紅色,橘紅色,黃色
磷化鎵(GaP)-紅色,黃色,綠色
氮化鎵(GaN)-綠色,翠綠色,藍色
銦氮化鎵(InGaN)-近紫外線,藍綠色,藍色
碳化矽(SiC)(用作襯底)-藍色
矽(Si)(用作襯底)-藍色(開發中)
藍寶石(Al2O3)(用作襯底)-藍色
zincselenide(ZnSe)-藍色
鉆石(C)-紫外線
氮化鋁(AlN),aluminiumgalliumnitride(AlGaN)-波長為遠至近的紫外線
LED光源的特點
電壓
LED使用低壓電源,供電電壓在6-24V之間,根據產品不同而異,所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源,特別適用於公共場所。
效能
消耗能量較同光效的白熾燈減少80%
適用性
體積很小,每個單元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制備成各種形狀的器件,並且適合於易變的環境
穩定性
10萬小時,光衰為初始的50%
響應時間
其白熾燈的響應時間為毫秒級,LED燈的響應時間為納秒級
對環境污染
無有害金屬汞
顏色
發光二極管方便地通過化學修飾方法,調整材料的能帶結構和禁帶寬度,實現紅黃綠藍橙多色發光。紅光管工作電壓較小,顏色不同的紅、橙、黃、綠、藍的發光二極管的工作電壓依次升高。
價格
LED的價格現在越來越平民化,因LED省電的特性,也許不久的將來,人們都會的把白熾燈換成LED燈。現在,我國部分城市公路、學校、廠區等場所已換裝萬LED路燈、節能燈等。
LED光參數介紹
LED的光學參數中重要的幾個方面就是:光通量、發光效率、發光強度、光強分佈、波長。
發光效率和光通量
發光效率就是光通量與電功率之比。發光效率表征瞭光源的節能特性,這是衡量現代光源性能的一個重要指標。
發光強度和光強分佈
LED發光強度是表征它在某個方向上的發光強弱,由於LED在不同的空間角度光強相差很多,隨之而來我們研究瞭LED的光強分佈特性。這個參數實際意義很大,直接影響到LED顯示裝置的最小觀察角度。比如體育場館的LED大型彩色顯示屏,如果選用的LED單管分佈范圍很窄,那麼面對顯示屏處於較大角度的觀眾將看到失真的圖像。而且交通標志燈也要求較大范圍的人能識別。
波長
對於LED的光譜特性我們主要看它的單色性是否優良,而且要註意到紅、黃、藍、綠、白色LED等主要的顏色是否純正。因為在許多場合下,比如交通信號燈對顏色就要求比較嚴格,不過據觀察現在我國的一些LED信號燈中綠色發藍,紅色的為深紅,從這個現象來看我們對LED的光譜特性進行專門研究是非常必要而且很有意義的。
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