发光二极管原理

基础培训 - 发光二极管原理
➢光学特性:光谱响应特性
可见光: 人眼可见的光范围：400nm-
700nm 不可见光:
Infra-Red(红外线) U-V Rays (紫外线)
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➢B、G、Y、R光谱
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B硼 C N氮 O F Al 铝 Si P 磷 S CL Cu Zn Ga镓 Ge As 砷 Se Br Ag Cd In 铟 Sn Sb 锑 Te I
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640 620 600 580 560
0
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HR YL
10 20 30 40 50 60 70 80 90 Ambient Temperature ( C ) Made by :junzi_liang
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FIG.3 RADIATION DIAGRAM
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➢电学特性： I-V特性
顺向电压(VF)v.s.顺向电流(IF)
If(mA)
逆向电压(VR)v.s.逆向电流(IR)
•LED适用于电流操作, 而非电压 •IR的量测方法:
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发光强度 简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd，其他 单位有烛光。1cd是指单色光源（频率540X10ˇ12HZ，波 长0.550微米）的光，在给定方向上的单位立体角内发出的 发光强度。（球面度是一个立体角，其定点位于球心，而 他在球面上所截取的面积等于以球的半径为边长的正方形 面积）光源辐射是均匀时，则光强为I=F/Ω，Ω为立体角， 单位为球面度（sr）,F为光通量，单位是流明，对于点光源 由I=F/4 。
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➢环境温度(Ta)对LED的影响
Forward Voltage (@20mA) vs Ambient Temperature
2.4 2.3 2.2 2.1
2 1.9 1.8 1.7 1.6
0
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Forward Voltage ( V )
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➢ λp,λd及△λ
• λpPeak Wavelength峰值 波长主要是量测设备针对每 100%
一波长量测光强度后所得的
最高强度的波长
80%
• λdDominantWavelength 主要是量测设备针对每一波 长量测光强度*视感度系数 后所得的最高强度的波长
这种利用电致发光原理制作的光电半导体 器件叫发光二极管
英文: Light Emitting Diode, 简称LED
中文: 发光二极体(台湾地区)
发光二极管(大陆)
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➢LED晶片的元素为III-V族化合半导体
IB IIB III IV V VI VII
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➢白光光谱
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➢亮度(Iv)与电流(If)的关系
Iv(cd)
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If(mA)
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二、主要参数与特性
LED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。它具 备pn结结型器件的一些特性:
(一) 电学特性： a. I-V特性、 b. C-V特性
(二) 光学特性： a. 光谱响应特性、 b. 发光光强指向特性、 c. 时间特性。
(三) 热学特性:
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发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与 照射距离相比比较小的场合。
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光通量 流明(lumen/缩写lm):
发光体发出的总光通量,一般用于照明的单位
Note:1烛光 = 1流明/1球面度(立体角单位)
202源自文库/3/13
➢环境温度(Ta)对LED的影响
Relative Luminance vs Ambient Temperature
140
Relative Luminance
120
100
HR
80
YL
60
40 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Ambient Temperature ( C )
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E=1/2mc2 (质能方程)
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➢ 工作原理
在某些半导体材料的PN结中，电子与空穴 (电洞)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。
• △λ半频宽值
60% 40% 20% 0%
420
为最高强度50%时的宽度
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△λ
460 500 540 580 620 wavelength(nm) Made by :junzi_liang
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➢ 2θ1/2Viewing Angle
•θ½表示发光强度50%时 的角度 •Flux相同的两颗 LED,2θ1/2愈大则Iv愈小
HR YL
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Ambient Temperature ( C )
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➢环境温度(Ta)对LED的影响
Wavelength vs Ambient Temperature
Wavelength ( nm )
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日 期：2012-04-25
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内容提要: 1.基本原理 2.主要参数与特性
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基础培训 - 发光二极管原理 一、 基本原理
e+
e-
正负电子结合,自身湮灭,而其能量,则 以光的形式释放出来，即电能直接转换 为了光能。
Vf(v)
VR=5V时, IR<10uA
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➢电压(Vf)与电流(If)的关系
If(mA)
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FIG.1 FORWARD CURRENT VS.FORWORD VOLTAGE.
Vf(V) Made by :junzi_liang