半导体发光器件(led常识)(精)
半导体发光器件-LD和LED
7）寿命 LED的寿命一般很长，j＝1A/cm2,寿命为106h，与j有关， 近似表示为 B(t ) B exp(tj / )
0
B0：起始亮度； j：工作电流密度； t：工作时间； : 老化时间常数， 一般为 106 mA / cm2
影响LED寿命的因素有： • 表面漏电流的增加 • 沾污物(Cu)的内扩散 • 在p-n结附近形成非辐射复合中心。 解决方法：对于前面两个因素，可采用合适的钝化、封 装以及清洗技术予以消除，对于后一个原因可以在制作 LED时尽量保证晶格的完整性，降低其缺陷密度，来达到 缓解非辐射复合中心产生的速度，但不能完全消除。
反向击穿电压 一般在十几伏~几十伏 非线性、整流特性 单向导电性：正向低接触电阻，反向高接触电阻
2） B～V特性和B～I特性（发光强度与正向电流特性） • LED的发光亮度B与电压V的关系，用下式表示：
B＝B0 exp(ev / KT )
B0为起始亮度（开启点的 亮度）
• LED的B～I特性用下式表示：
: GaP:N
GaN
4.2Βιβλιοθήκη 0.7100.015~0.15
GaN+YAG
小芯片1.6， 大芯片18
例：
四、LED的驱动电路
1.为什么LED需要驱动电路？ LED不像普通的白炽灯，可以直接连接220V交流市电使用。 LED是2~3V的低电压驱动，且是特性敏感的半导体器件（I-V 特性，负的电阻温度特性），因此必须设计合适的驱动电路 ，使其处于工作状态。 2.选择和设计LED驱动电路需要考虑的问题 1）高可靠性（特别对于室外照明显示） 2）高效率（符合LED节能环保的特点） 3）浪涌保护（提升LED抗反向电压能力） 4）保护功能（增加LED温度负反馈，仿真LED温度过高） 5）防护方面（防水、防潮、外壳耐晒） 6）驱动方式：恒压驱动、恒流驱动 7）驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配 8）考虑电磁兼容
半导体发光器件
11.2.2半导体激光器的分类
半导体激光器种类很多，可依据半导体材料，器件结构， 输出功率和用途等不同方式划分。 1.按材料划分：激光二极管主要集中在 Ⅲ-Ⅴ族的AlGaAs , GaInAsP , InGaAlP , InGaN Ⅱ-Ⅵ族的ZnSSe , ZnO等材料， 应用最多的是AlGaAs , InGaAlP 和GaInAsP , InGaN 2.按波长划分：分可见光，红外光，远红外光。 3.按应用领域分：半导体激光器主要应用于光纤通信，光 盘存储，光纤传感，激光仪器等。
近似地正比于电流密度地增加，不易饱和，适用于脉冲下使用。
LED的驱动
LED基本直流电路如右图所示。 在工作过程中电流不得超过规定的极限值， 因此应在电路中加限流电阻 RL ，其值为：
RL UCC UF / I F
U UCC 为电源电压， F 和 I F 分别为管子的 正向电压和正向电流，可在相关的产品参数表 中查的
一般说来，GaAs的电流选用20mA，GaP的电流选用10mA， 便可得到足够地亮度
LED光源的特点
电压：LED使用低压电源，供电电压在6～24V，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。 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80％。 适用性：很强，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，并且适合易变环境。 响应时间：其白炽灯地响应时间为ms级，LED灯为ns级 对环境污染：无有害金属汞 颜色：改变电流可以变色，可方便地通过化学修饰方法，调整 发光二极管的能带结构和带隙，实现红、黄、绿、蓝、 橙多色发光。 价格：LED价格比较昂贵，较之白炽灯，LED的价格就可以 与一只白炽灯相当，而通常每组信号灯需300-500只 LED构成。
半导体发光二极管基本知识
半导体发光二极管基本知识半导体发光二极管基本知识自从60年代初期GaAsP 红色发光器件小批量出现进而十年后大批量生产以来，发光二极管新材料取得很大进展。
最早发展包括用GaAs 1-x P x 制成的同质结器件，以及GaP 掺锌氧对的红色器件，GaAs 1-x P x 掺氮的红、橙、黄器件，GaP 掺氮的黄绿器件等等。
到了80年代中期出现了GaAlAs 发光二极管，由于GaAlAs 材料为直接带材料，且具有高发光效率的双异质结结构，使LED 的发展达到一个新的阶段。
这些GaAlAs 发光材料使LED 的发光效率可与白炽灯相媲美，到了1990年，Hewlett-Packard 公司和东芝公司分别提出了一种以AlGaIn 材料为基础的新型发光二极管。
由于AlGaIn 在光谱的红到黄绿部分均可得到很高的发光效率，使LED 的应用得到大大发展，这些应用包括汽车灯（如尾灯和转弯灯等），户外可变信号，高速公路资料信号，户外大屏幕显示以及交通信号灯。
近几年来，由于CaN 材料制造技术的迅速进步，使蓝、绿、白LED 的产业化成为现实，而且由于芯片亮度的不断提高和价格的不断下降，使得蓝、绿、白LED 在显示、照明等领域得到越来越广泛的应用。
本课程将介绍LED 的基本结构、LED 主要的电学、光度学和色度学参数，并简单介绍LED 制造主要工艺过程。
1. 发光二极管（Light Emitting Diode ）的基本结构图<1>是普通LED 的基本结构图。
它是用银浆把管芯装在引线框架（支架）上，再用金线把管芯的另一侧连接到支架的另一极，然后用环氧树脂封装成型。
组成LED 的主要材料包括：管芯、粘合剂、金线、支架和环氧树脂。
1.1 管芯事实上，管芯是一个由化合物半导体组成的PN 结。
由不同材料制成的管芯可以发出不同的颜色。
即使同一种材料，通过改变掺入杂质的种类或浓度，或者改变材料的组份，也可以得到不同的发光颜色。
LED基础知识培训-外延、芯片_图文(精)
LED基础知识培训-外延、芯片王立 2009-3-16 Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation内容提要 1 2 3 4 LED器件基础知识 LED器件基础知识 LED材料生长 LED材料生长 LED芯片制造芯片制造高效率LED芯片设计芯片设计高效率 Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi CorporationLED器件基础知识 1、半导体发光的概念发光是物体内部以某种方式吸收的能量转化为光辐射的过程。
发光是一种非平衡辐射。
区分各种非平衡辐射的宏观光学参量是辐射期间—去掉激发后辐射还可延续的时间。
发光的辐射期间在10-11秒以上。
Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi CorporationLED器件基础知识半导体发光的不同形态粉末发光。
薄膜发光。
结型发光。
通常所说的半导体发光是指结型发光——器件的核心在于p-n结。
半导体照明技术是结型电致发光和粉末光致发光的结合。
Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi CorporationLED器件基础知识 2、半导体发光的研究历史 1907 ! Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi CorporationLED器件基础知识 1923, O.W. Lossev of Russia reported electroluminescent light emission in silicon carbide crystals. 1937, F. Destriau of France reported (field-excited electroluminescence of zinc sulfide powders. 1939 – 1944 World War II 1951 – Solid State Lighting potential resurfaced when a team of researchers led by Kurt Lehovec started to investigate the electroluminescent potential of silicon carbide. 1962 – Nick Holonyak Jr, working at General Electric, gave the first practical demonstration of LEDs. 1968 – HP Labs develops the first commercially available light-emitting diode. GE, Bell Labs make the same claim. LEDs were first invented in England, Korea and China as well, depending upon who you talk to. …… 1994 –高亮度蓝光LED实现产业化，半导体照明成为可能。
半导体发光器件——LED和LD简介_郑志胜
三、LED和LD的调制特性 和 的调制特性
1.限制因素
低电流时,是 P-N结的空间电荷电容CJ； 高电流时,是注入复合区的少数载流子的寿命τ。
2.增加带宽的方法
例 增加复合区中掺杂剂的浓度，但会减小量子效率；增加电流密度。 巴勒斯LED的3dB带宽小于100MHz； 改进的顶发射LED的3dB带宽约为500MHz； 侧面发射LED的3dB带宽小于400MHz； 普通通讯LD的调制带宽均在1GHz以上。
普通结构
点接触
巴勒斯结构
环形接触
p n SiO2
特点：结构简单； 特点：圆对称性结构； 外部耦合效率较差 ； 辐射率高； 辐射率低。 光谱远场图有圆对称性。
2.侧面发射二极管类型 侧面发射二极管类型
结构图如下
接触
SiO2
条形接触
特点：功率小； 发射区尺寸小； 发散角小； 辐射度高。
二、半导体激光二极管 半导体激光二极管
半导体发光器件——LED和LD简介 和 简介 半导体发光器件
报告人：郑志胜
一、发光二极管（LED) 发光二极管（
顶端发射二极管 LED分类 侧面发射型发光二极管 辐射机理：当某种外部扰动（电压，电流）产生了电子-空穴对时，电 子-空穴对的复合会产生一个辐射。
1.顶端发射二极管类型 顶端发射二极管类型
1.结构图
P-GaAlAs P-GaAs
a
SiO2
2.激光管驱动阈值
当注入载流子产生的增益系数等于激光器的损耗时，此时的电 流称为阈值电流。阈值越小越好 。
3.激光器发射的若干问题
激光二极管的模式 在激光管中一般存在3个模式，m，s和q。也就是在三个轴线 上的光场波腹数。m对应于y轴，称为横模；s对应于x轴，称为侧 模；q对应于z轴，称为纵模。
LED_百度百科（可编辑）
LED_百度百科LED百科名片LED英文单词的缩写，主要含义：LED = Light Emitting Diode，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光；LED = Large Electronic Display，大型电子展示；LED = Lupus erythematosus disseminatus，播散性红斑狼疮，一种慢性、特发性自身免疫病；led是lead的过去式和过去分词，意为“领导，带领”；俄罗斯Pulkovo机场的IATA代码。
本词条主要介绍发光二极管。
目录LED产品和相关小常识组成光通量发光强度亮度色温基本信息LED应用LED照明颜色 LED优点一、体积小二、耗电量低三、使用寿命长四、高亮度、低热量五、环保六、坚固耐用七、多变幻八、技术先进LED 缺点 LED显示技术发展 LED设计理念 LED的发光原理照明用白光LED LED的调光控制运作参数和效率参数测量标准 LED显示屏控制系统LED分类 LED应用于路灯有先天优势和劣势 LED应用的相关产品 LED产品“贵”的三大原因 1.国内企业没有核心技术 2.LED应用产品散热难 3.LED应用电源管理LED驱动电源九大性能特点要求 LED封装技术介绍 LED产业目前面临的一些问题 LED与LED可见光通讯技术 LED的重要参数释疑 LED焊接技术要求及操作注意事项 LED透镜填充硅胶过程LED产业链构成应用范围照明无线传输发展历史 LED照明国家标准LED产品和相关小常识组成LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。
LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。
LED发光二极管技术参数常识
LED发光二极管技术参数常识半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。
事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。
一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用(一)、LED发光原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的，其核心是PN结。
因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。
进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。
假设发光是在P区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。
由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即λ≈1240/Eg(mm)式中Eg 的单位为电子伏特(eV)。
若能产生可见光(波长在380nm紫光~780nm红光)，半导体材料的Eg应在3.26~1.63eV之间。
比红光波长长的光为红外光。
现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。
(二)、LED的特性1.极限参数的意义(1)允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。
超过此值，LED发热、损坏。
(2)最大正向直流电流IFm:允许加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
(3)最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压。
超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。
led灯的知识资料
LED灯的知识资料1. 概述LED（Light Emitting Diode，发光二极管）是一种能够发出可见光的电子器件。
相比传统的白炽灯和荧光灯，LED灯具有更高的能效、更长的寿命和更小的体积。
LED灯在照明、显示、指示等领域有广泛的应用。
2. 原理LED灯的发光原理是基于半导体材料的电致发光效应。
当电流通过半导体材料时，电子和空穴结合，能量以光的形式释放出来。
不同的半导体材料和掺杂物可以产生不同颜色的光。
3. 结构LED灯由以下几个主要部分组成： - 芯片：芯片是LED灯的核心部件，由半导体材料制成。
根据不同的材料和掺杂物，芯片可以发出不同颜色的光。
- 封装：封装是将芯片固定在支架上，并用透明的材料进行包裹，保护芯片并改变光的方向。
- 散热器：由于LED灯在工作时会产生热量，散热器用于散发热量，保持LED灯的温度在安全范围内。
- 驱动电路：驱动电路用于控制LED灯的亮度和工作电流，以确保其正常工作。
4. 优点和应用LED灯相比传统的照明设备具有以下优点： - 高能效：LED灯的能效远高于传统照明设备，能够将电能转化为光能的比例更高，节能环保。
- 长寿命：LED灯具有较长的使用寿命，一般可达数万小时，远远超过传统照明设备。
- 节能环保：LED 灯不含有汞等有害物质，不会产生紫外线和红外线，对环境和人体健康无害。
- 可调光性：LED灯可以通过调节电流来实现调光，适应不同照明需求。
- 快速启动：LED灯启动速度快，无需预热即可达到最大亮度。
LED灯在各个领域有广泛的应用： - 家庭照明：LED灯可以用于室内和室外照明，如灯泡、筒灯、射灯等。
- 商业照明：LED灯可以用于商场、办公楼、酒店等场所的照明，提供舒适的光照环境。
- 汽车照明：LED灯可以用于汽车前照灯、尾灯、转向灯等，具有较高的亮度和可靠性。
- 电子显示：LED灯可以用于电视、显示屏、手机屏幕等，提供清晰、亮度可调的显示效果。
LED基本常识
LED优势：1，节能（能量消耗仅为白炽灯的1-10，节能灯的1-4）2，长寿（寿命可达3-5万小时，半导体发光，无灯丝，无玻璃泡，不怕震动，不易破碎，封装工艺一共晶焊）3，健康光线（光线中不含红紫外线，不产生辐射）4，绿色环保（不含汞和訕有害元素，利于回收，不会产生电磁干扰）5，保护视力（LED节能灯采用直流驱动，无频闪，面光源，消除炫目，升华视觉效果，消除视觉疲劳）6，光效率高（LED节能灯发热小，发光效率高达80ML\W, 90%的电能转化为可见光，白炽灯仅为20%的电能转化为光能）7，安全系数高（所需电压电流较小，发热小，不产生安全隐患，可以工作在高速状态，固态封装，方便运输和安装，防震，防雷击，表面温度小于60摄氏度）8，显色性多，多种色彩可选，体积小，响应速度快，降低线路损耗，对电网无污染，利率因数大于0,9，谐波失真小于0,2，LED作为新型的节能环保绿色光源产品必然是未来发展趋势）基本概念·LEDLED （发光二极管），是一种半导体固体发光器件。
利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫和白色的光。
LED产品就是利用LED作为光源制造出来的高科技产品·光通量Φ单位：流明[lm]光源发射并被人的眼睛接收的能量之总和即为光通（Φ）。
·光强l单位：坎德拉[cd] 光在某一特定方向角内所发射的强度就叫做光强（l）。
·照度E单位：勒克司[lx]照度（E）是光通量与被照射面积之间的比例系数。
1 lx即指1 lm的光通量平均分布在面积lm2平面上的明亮度。
·光效η单位：流明每瓦[lm/W] 光效是指电能转换成光能的效率。
·色温Tc1、光（light）光的本质是电磁波是整个电磁波谱中极小范围的一部分光是能量的一种形态；光是电磁波辐射到人的眼睛，经视觉神经转换为光线，即能被肉眼看见的那部份光谱。
LED的基本知识
LED的基本知识LED的基本知识一、什么是LEDLight Emitting Diode,即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。
LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。
二、LED常用照明术语1、光通量φ：发光体每秒钟所发出的光量的总和。
单位：流明（Lm），表示发光体发光的多少，发光愈多流明数愈大。
2、光强I：发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量。
单位：坎德拉（cd）。
3、照度E：发光体照射在被照物体单位面积上的光通量。
单位：勒克斯（Lux）=流明Lm/面积m2。
4、亮度L：发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量。
单位：尼脱（mcd）。
光效：电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示。
单位：每瓦流明（Lm/w）。
5、平均寿命：指一批灯至50%的数量损坏时的小时数。
单位：小时（h）。
6、经济寿命：在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况下，其综合光束输出减至特定的小时数。
室外的光源为70%，室内的光源为80%。
7、色温：光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。
光源色温不同，光色也不同，色温在3000k以下有温暖的感觉，达到稳重的气氛；色温在3000k-5000k为中间色温，有爽快的感觉；色温在5000k以上有冷的感觉。
单位：K。
8、显色性：光源的显色性是由显色指数来表明，它表示物体在光下颜色比基准光（太阳能）照明时颜色的偏离能较全面反映光源的颜色特性。
要正确表现物体本来的颜色需使用显色指数高的光源。
单位：Ra。
9、色表：是指人眼直接观察光源时所看到的颜色。
街道高压钠灯发出的光既亮且白，但当看到被照射的人的面孔时显表灰色，这说明高压钠灯的色表并不差，但显色性不好。
10、眩光：视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，则可以造成视觉不舒适称为眩光，眩光是影响照明质量的重要因素。
半导体发光器件(led常识)
半导体发光器件包括半导体发光二极管（简称LED）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。
事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。
一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用（一）LED发光原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP （磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。
因此它具有一般P-N结的I-N 特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。
进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图1所示。
假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。
由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。
若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。
比红光波长长的光为红外光。
现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。
（二）LED的特性1〃极限参数的意义（1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。
超过此值，LED发热、损坏。
（2）最大正向直流电流I Fm：允许加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
（3）最大反向电压V Rm：所允许加的最大反向电压。
超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。
led元器件讲解
发光二极管（Light Emitting Diode，LED）是一种重要的固态半导体光电器件，它能够直接将电能转化为光能。
LED的基本构造和工作原理如下：1. 构造：- PN结：LED的核心是采用磷化镓（GaP）、砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）等化合物半导体材料制作而成的PN结芯片。
芯片的一端是P型半导体，另一端是N型半导体。
- 电极：芯片两端分别焊接上导电引脚，即阳极（正极）和阴极（负极）。
- 封装：为了保护内部结构并提供良好的光学效果，芯片会被封装在透光性能良好的环氧树脂或者其他材料内，形成一个完整的LED器件。
2. 工作原理：- 载流子注入：当外部电压施加在LED上，形成正向偏压（即正极接高电位，负极接低电位），电子从N型区注入P型区，空穴从P型区流入N型区。
- 复合发光：在PN结附近，注入的电子与空穴复合时，会释放出能量，这种能量以光子形式表现出来，从而产生可见光或者其他波长的不可见光。
- 光谱特性：复合时释放出的能量大小取决于半导体材料的禁带宽度，不同禁带宽度对应的光子能量不同，因此LED可以根据半导体材料的选择发出从红外光到紫外光的不同颜色光线。
3. 分类：- 按照封装形式和用途分为直插式LED、贴片式LED（SMD LED）、大功率LED、COB（Chip-On-Board）LED等。
- 按照发光颜色分有红、绿、蓝、黄、白等各种颜色LED，其中白色LED可以通过蓝光激发荧光粉实现。
4. 应用电路：- LED通常需要适当的限流电阻配合使用，以限制流过LED的电流，防止过大的电流导致器件烧毁。
- 在更复杂的应用中，LED还可能与驱动电路结合，驱动电路可以提供恒流源，确保LED工作在最佳效率和寿命条件下。
LED因其体积小、寿命长、响应速度快、环保节能、色彩丰富等特点，广泛应用于照明、显示、交通信号、汽车灯具、背光模组、景观装饰等诸多领域。
随着技术进步，高亮度、高效率的大功率LED在商业和家用照明市场得到了广泛应用。
半导体发光器件分解
半导体发光器件2003-05-28 点击：503半导体发光器件半导体发光器件包括半导体发光二极管（简称LED ）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。
事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。
一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用（一）LED发光原理发光二极管是由川-W族化合物，如GaAs （砷化镓）、GaP （磷化镓）、GaAsP （磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。
因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
在正向电压下，电子由N 区注入P区，空穴由P区注入N区。
进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图1所示。
导带发光图1假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。
由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数^m以内产生。
理论和实践证明，光的峰值波长入与发光区域的半导体材料禁带宽度E g有关，即入〜1240/Egmm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。
若能产生可见光（波长在380nm紫光〜780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26〜1.63eV之间。
比红光波长长的光为红外光。
现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。
（二）LED的特性1极限参数的意义（1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。
超过此值，LED发热、损坏。
（2）最大正向直流电流i Fm：允许加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
led的半导体
led的半导体LED（Light Emitting Diode）中文名为发光二极管，是一种半导体器件。
它由由n型和p型半导体材料组成，利用PN结的电致发光现象来发出可见光。
相比传统的白炽灯和荧光灯，LED具有更高的能效、更长的使用寿命和更广泛的应用领域。
LED的半导体材料是整个器件的核心。
LED的发光原理是通过将正向电流注入到PN结中，激发电子和空穴的复合释放出能量，从而产生可见光。
常用的半导体材料有砷化镓（GaAs）、硒化锌（ZnSe）和碳化硅（SiC）等。
这些材料具有较高的能带间隙，能够发射出可见光的能量。
LED的半导体结构决定了其发光特性。
LED一般由n型和p型半导体材料组成，中间夹杂着一个PN结。
这种结构使得LED具有单向导电特性，只有在正向电压作用下才能发光。
此外，LED还可以通过在半导体材料中引入掺杂物来改变其发光波长，从而实现不同颜色的发光。
LED的半导体工艺对其性能影响很大。
在LED的制造过程中，需要通过化学气相沉积、物理气相沉积、溅射等工艺将半导体材料沉积在衬底上，并进行各种加工和制备。
这些工艺对于半导体结构的形成、材料的质量以及器件的性能都有着重要的影响。
LED的半导体材料和结构决定了其独特的优势。
首先，LED具有高能效的特点。
LED的能效可以达到传统白炽灯的数倍，因为LED发光时几乎没有热量损失。
其次，LED具有较长的使用寿命。
一般LED的寿命可以达到几万小时，远远超过传统灯泡。
此外，LED还具有快速启动、抗震动、抗干扰等优点，适用于各种环境。
LED的应用领域非常广泛。
LED可以用于照明、显示、信号传输等方面。
在照明领域，LED已经成为一种重要的照明源。
LED灯具具有较高的亮度和色彩还原性，广泛应用于室内照明、路灯、汽车照明等方面。
在显示领域，LED被广泛应用于电视、手机、电子屏幕等产品。
此外，LED还可以用于通信、生物医学、农业等领域，展示出广阔的应用前景。
总结一下，LED作为一种半导体器件，通过半导体材料的电致发光现象来发出可见光。
半导体发光二极管灯具介绍
半导体发光二极管灯具介绍一、定义半导体发光二极管灯具即LED（Light Emitting Diode）灯具，是一种半导体固体发光器件。
它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。
LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。
半导体发光二极管灯具二、前景当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题，在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。
LED灯具LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。
近年来，世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。
美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”，欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。
我国科技部在“863”计划的支持下，2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。
三、优点高节能：节能能源无污染即为环保。
直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06瓦）电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。
LED灯泡寿命长：LED光源有人称它为长寿灯，意为永不熄灭的灯。
固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。
多变幻：LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256=16777216种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。
利环保：环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。
LED节能灯知识大整理
东莞市朗森半导体照明有限公司提供LED节能灯知识大整理LED的概念LED即半导体发光二极管，LED节能灯是用高亮度白色发光二极管发光源，光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保；是新一代固体冷光源，光色柔和、艳丽、丰富多彩、低损耗、低能耗，绿色环保，适用家庭，商场，银行，医院，宾馆，饭店他各种公共场所长时间照明。
无闪直流电，对眼睛起到很好的保护作用，是台灯，手电的最佳选择。
LED节能灯简述LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。
LED 的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。
但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。
当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。
而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。
因为LED灯发热量不高，把电能量尽可能地转化成了光能，而普通的灯因发热量大把许多电能转化成了热能，白白浪费。
对比而言，LED照明就显得节能。
Led节能灯的发展经过50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，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，它的基本结构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。
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。
LED主要参数及特性
LED主要参数及特性LED（Light Emitting Diode）是一种半导体发光器件，具有高亮度、低功耗、长使用寿命等优点。
LED的主要参数和特性对于了解和选择LED产品非常重要。
下面是LED的主要参数及其特性的详细介绍。
1. 发光强度（Luminous Intensity）：发光强度是指LED单个LED元件在单位立体角范围内发光的亮度。
单位是坎德拉（Candela，缩写为cd），表示为 mcd（毫坎德拉）或cd（坎德拉）。
发光强度越高，LED的亮度越大。
2. 光通量（Luminous Flux）：光通量是指LED发出的总光功率，单位是流明（Lumen，缩写为lm）。
光通量越大，代表LED发光的总亮度越高。
3. 光衰（Luminous Decay）：LED的光衰是指在一定时间内光通量的减少。
LED的光衰越小，代表LED的寿命越长。
4. 色温（Color Temperature）：色温是指LED发光时所呈现的颜色属性，单位是开尔文（Kelvin，缩写为K）。
色温分为暖色光（低色温，约2700-3000K）、自然光（中色温，约4000-4500K）和冷色光（高色温，约6000-6500K）。
色温的选择会直接影响到LED的应用场景和呈现效果。
5. 颜色指数（Color Rendering Index，CRI）：颜色指数是指LED发光时所呈现的颜色还原能力，用于衡量光源对物体本来颜色的反映程度。
CRI的取值范围为0-100，数值越大，表示其还原能力越好。
6. 发光角度（Viewing Angle）：发光角度是指LED在空间范围内发出光的角度范围。
单位是度，一般分为窄角度（小于30度），中角度（30度-60度）和宽角度（大于60度）。
7. 反向漏电流（Reverse Leakage Current）：反向漏电流是指在LED断电或反向加压状态下，LED两端之间的电流。
反向漏电流越小，代表LED产品的损坏率越低，寿命越长。
半导体发光显示器件LED(精)
半导体发光显示器件LED(精)半导体发光显示器件LED§2 LEDs, are used for dozens of different applications andare found in all kinds of devices (digital clocks, remote controls,light up watches and tell turned on indicator).Television screen2.1,P-N 结发光原理因为少量载流子在电场作用下能量增添, 这些载流子在同质结或异质结区的注入与复合而产生的发光叫做结型电致发光( 又称注入式电致发光 ). 概据这类发光现象制成的发光器件称为结型电致发光显示器件.用 P-N 结电致发光原理制成的发光二极管是在60 年月末获得快速发展的 .LED 是注入式电致发光显示器件的典型.P-N 结发光原理2.2,LED 的伏安特征开启电压与资料相关 , 关于 GaAs是 1.0V;GaAs1-xPx,Ga1-xAlxAs 大概是 1.5V;发红光的 GP是 1.8V, 发绿光的 GaP是 2.0V. 反向击穿电压一般在 -5V 以上 .2.3, 亮度与电流关系在低电流密度下 ,m=1.3~1.5; 在高电流密度下 , 扩散电流起支配作用 ,m≈1.自觉辐射状况下因为存在非辐射复全以及地道电流2.4,LED 的 (2.4)2.5,LED 光源的特色电压 :LED 使用低压汽车信号灯也是 LED光源应用的重要领域 .1987 年 , 我国开始在汽车上安装高位刹车灯 , 因为 LED响应速度快 ( 纳秒级 ), 能够提早让跟随车辆的司机知道行驶状况 , 减少汽车追尾事故的发生 .此外 ,LED 灯在室外红 , 绿, 蓝全彩广告显示屏获得了宽泛的应用.360°LED环型显示器工作原理分辨率的计算方法设每列 LED个数为 K, 列长度为 L, 如有 n 列 LED,列区间扫描等份数为 m.若要形成正方形像素 , 一定设计 L/K=2πr/nm, 此中 r 为旋转面半径 . 比如设计一个 8 列LED 的旋转显示屏 , 列区间平分为 64 份, 每列有 512 个发光管 , 则可组成一个512×512=26 万像素的画面 , 而所用的发光管数目仅为512×8=4096 个.2.8, 白光 LED的开发关于一般1 / 1。
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半导体发光器件（led常识）半导体发光器件包括半导体发光二极管（简称LED）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。
事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。
一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用（一）LED发光原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。
因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。
进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图1所示。
假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。
由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。
若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。
比红光波长长的光为红外光。
现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。
（二）LED的特性1．极限参数的意义（1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。
超过此值，LED 发热、损坏。
（2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
（3）最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。
超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。
（4）工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。
低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。
2．电参数的意义（1）光谱分布和峰值波长：某一个发光二极管所发之光并非单一波长，其波长大体按图2所示。
由图可见，该发光管所发之光中某一波长λ0的光强最大，该波长为峰值波长。
（2）发光强度IV：发光二极管的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发光强度。
若在该方向上辐射强度为（1/683）W/sr时，则发光1坎德拉（符号为cd）。
由于一般LED 的发光二强度小，所以发光强度常用坎德拉(mcd)作单位。
（3）光谱半宽度Δλ:它表示发光管的光谱纯度.是指图3中1/2峰值光强所对应两波长之间隔.（4）半值角θ1/2和视角：θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角。
半值角的2倍为视角（或称半功率角）。
图3给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。
中垂线（法线）AO的坐标为相对发光强度（即发光强度与最大发光强度的之比）。
显然，法线方向上南喽苑⒐馇慷任?，离开法线方向的角度越大，相对发光强度越小。
由此图可以得到半值角或视角值。
（5）正向工作电流If：它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。
在实际使用中应根据需要选择IF 在0.6·IFm以下。
（6）正向工作电压VF：参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。
一般是在IF=20mA 时测得的。
发光二极管正向工作电压VF在1.4～3V。
在外界温度升高时，VF将下降。
（7）V-I特性：发光二极管的电压与电流的关系可用图4表示。
在正向电压正小于某一值（叫阈值）时，电流极小，不发光。
当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，发光。
由V-I曲线可以得出发光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。
正向的发光管反向漏电流IR<10μA以下。
（三）LED的分类1．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）、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。
根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明、无色透明、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。
2．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、侧向管、表面安装用微型管等。
圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。
国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。
由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。
从发光强度角分布图来分有三类：（1）高指向性。
一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。
半值角为5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。
（2）标准型。
通常作指示灯用，其半值角为20°～45°。
（3）散射型。
这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°或更大，散射剂的量较大。
3．按发光二极管的结构分按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。
4．按发光强度和工作电流分按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度<10mcd）；超高亮度的LED（发光强度>100mcd）；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。
一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。
除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。
（四）LED的应用由于发光二极管的颜色、尺寸、形状、发光强度及透明情况等不同，所以使用发光二极管时应根据实际需要进行恰当选择。
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；应让可能出现的反向电压VR<0。
6VRm。
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。
（1）利用高亮度或超高亮度发光二极管制作微型手电的电路如图5所示。
图中电阻R限流电阻，其值应保证电源电压最高时应使LED的电流小于最大允许电流IFm。
（2）图6(a)、(b)、(c)分别为直流电源、整流电源及交流电源指示电路。
图(a)中的电阻≈（E-VF）/IF；图(b)中的R≈（1.4Vi-VF）/IF;图(c)中的R≈Vi/IF式中，Vi——交流电压有效值。
（3）单LED电平指示电路。
在放大器、振荡器或脉冲数字电路的输出端，可用LED表示输出信号是否正常，如图7所示。
R为限流电阻。
只有当输出电压大于LED的阈值电压时，LED才可能发光。
（4）单LED可充作低压稳压管用。
由于LED正向导通后，电流随电压变化非常快，具有普通稳压管稳压特性。
发光二极管的稳定电压在1.4～3V间，应根据需要进行选择VF，如图8所示。
（5）电平表。
目前，在音响设备中大量使用LED电平表。
它是利用多只发光管指示输出信号电平的，即发光的LED数目不同，则表示输出电平的变化。
图9是由5只发光二极管构成的电平表。
当输入信号电平很低时，全不发光。
输入信号电平增大时，首先LED1亮，再增大LED2亮……。
（五）发光二极管的检测1．普通发光二极管的检测（1）用万用表检测。
利用具有×10kΩ挡的指针式万用表可以大致判断发光二极管的好坏。
正常时，二极管正向电阻阻值为几十至200kΩ,反向电阻的值为∝。
如果正向电阻值为0或为∞，反向电阻值很小或为0，则易损坏。
这种检测方法，不能实地看到发光管的发光情况，因为×10kΩ挡不能向LED提供较大正向电流。
如果有两块指针万用表（最好同型号）可以较好地检查发光二极管的发光情况。
用一根导线将其中一块万用表的“+”接线柱与另一块表的“-”接线柱连接。
余下的“-”笔接被测发光管的正极（P区），余下的“+”笔接被测发光管的负极（N区）。
两块万用表均置×10Ω挡。
正常情况下，接通后就能正常发光。
若亮度很低，甚至不发光，可将两块万用表均拨至×1Ω若，若仍很暗，甚至不发光，则说明该发光二极管性能不良或损坏。
应注意，不能一开始测量就将两块万用表置于×1Ω，以免电流过大，损坏发光二极管。
（2）外接电源测量。
用3V稳压源或两节串联的干电池及万用表（指针式或数字式皆可）可以较准确测量发光二极管的光、电特性。
为此可按图10所示连接电路即可。
如果测得VF在1.4～3V之间，且发光亮度正常，可以说明发光正常。
如果测得VF=0或VF≈3V，且不发光，说明发光管已坏。
2．红外发光二极管的检测由于红外发光二极管，它发射1～3μm的红外光，人眼看不到。
通常单只红外发光二极管发射功率只有数mW，不同型号的红外LED发光强度角分布也不相同。
红外LED的正向压降一般为1.3～2.5V。
正是由于其发射的红外光人眼看不见，所以利用上述可见光LED的检测法只能判定其PN结正、反向电学特性是否正常，而无法判定其发光情况正常否。
为此，最好准备一只光敏器件（如2CR、2DR型硅光电池）作接收器。
用万用表测光电池两端电压的变化情况。
来判断红外LED加上适当正向电流后是否发射红外光。
其测量电路如图11所示。