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LED灯珠 白色LED发光二极管发光原理

LED灯珠 白色LED发光二极管发光原理
LED灯珠 白色LED发光二极管发光原理

白光LED发光二极管的方式主要按使用LED发光二极管的使用数量可以分为单晶型和多晶型两种类型。

一种是多晶型,即使用两个或两个以上的互补的2色LED发光二极管或把3原色LED发光二极管做混合光而形成白光。采用多晶型的产生白光的方式,因为不同的色彩的LED发光二极管的驱动电压、发光输出、温度特性及寿命各不相同,因此在使用多晶型LED发光二极管的方式产生白光,比单晶型LED产生白光的方式复杂,也因LED发光二极管的数量多,也使得多晶型LED的成本亦较高;若采用单晶型,则只要用一种单色LED发光二极管元素即可,而且在驱动电路上的设计会较为容易。

另一种是单晶型,即一只单色的LED发光二极管加上相应的荧光粉,就如同日光灯的发光方式一样,采用LED发光二极管激发荧光粉发光。通常采用两种方式,一种方式是蓝光LED发光二极管激发黄色荧光粉产生白光,另一种方式是紫外光LED激发RGB三波长荧光粉来产生白光。许多厂商主要从事白光LED的研究,通常都先从蓝光LED开始研发及量产,有了蓝光LED的技术之后再开始研发白光LED,然而目前最常用蓝光LED激发黄色荧光粉来产生白光,但是用蓝光LED来发白光的方式的发光效率仍然不足,许多厂商开始向另外一个方向就是往紫外光LED 来发展,利用紫外光LED加RGB三波长荧光粉来达到白光的效果,其发光效率比蓝光好上许多。而紫外光LED加RGB三波长荧光粉的方法,则关键技术在高效率的荧光体合成法,也就是如何把荧光粉有效的附着在晶粒上的一项技术。

白色发光二极管的发光原理与其它发光二极管的发光原理稍有一点不同。目前有两种发光模式能使发光二极管发出白色光。一种是采用二波长蓝色光+黄色光发光模式的白色发光二极管,其基础部分是一颗蓝色发光二极管,在蓝色发光二极管芯片的外面覆盖一层荧光体层,当蓝色发光二极管芯片发射出来的蓝色光,有一部分在透过荧光体时被荧光体吸收,变成了黄光,黄光又与透过荧光体的蓝光混合后就发出白色光。例如有的白色发光二极管发出的光是纯白的,而有的发出的光是白偏蓝的。

另一种是采用三波长蓝色光+绿色光+红色光发光模式的全彩色发光二极管,它是将红、绿、蓝三颗发光二极管封装在同一个管壳中,三种原色的光混合也可以产生出白光,但是由于制作全彩色发光二极管的成本要相对较高,所以一般不会用全彩色发光二极管来制作照明灯,全彩色发光二极管主要是用来制造全彩色显示屏,用全彩色发光二极管制作照明灯会大大增加产品的成本。

LED发光二极管原理(图文)讲解学习

LED发光二极管原理(图文)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

LED灯及其发光原理

LED灯及其发光原理 一、LED的结构及发光原理 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 LED结构图如下图所示 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。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。当它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。 二、LED光源的特点 1. 电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,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。 2. 效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80% 3. 适用性:很小,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,并且适合于易变的环境 4. 稳定性:10万小时,光衰为初始的50% 5. 响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级 6. 对环境污染:无有害金属汞 7. 颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红

LED亮化灯具的种类及应用.

LED亮化灯具的种类及应用 LED护栏管 LED护栏管是采用优质超高亮LED发光二极管组成,主要用于城市景观亮化作用。本产品具有耗电低(每米到10W)、低热量、寿命长、耐冲击、可靠性高、节能环保,光色柔和,亮度高等特点。颜色纯正、色彩丰富,超长寿命,平均寿命达8万~10万小时。 LED护栏管原理 是由红绿蓝三基色混色实现七种颜色的变化,采用输出波形的脉宽调制, 即调节LED灯导通的占空比,在扫描速度很快的情况下,利用人眼的视觉惰性达到渐变的效果。一根灯管通过内控芯片,能够分段变化出七种不同颜色,并产生渐变、闪变、扫描、追逐、流水等各种效果,灯管长度要按实际效果要决定长度,常规的长度为一米。抗紫外线照射,防水、防潮。

LED护栏管特点 可放在PCB电路板上按红绿蓝顺序呈直线排列,以专用驱动芯片控制,构成变化无穷的色彩和图形。外壳采用阻燃PC塑料制作,强度高,抗冲击,抗老化,防紫外线,防尘,防潮,防护等级达到IP65。LED 护栏管具有功耗小,低热量,耐冲击,长寿命等优点,配合控制器,即可实现流水,渐变,跳变,追逐等效果。如果应用于大面积工程中,连接电脑同步控制器,还可显示图案,动画视频等效LED数码全彩灯管可以组成一个模拟LED显示屏,模拟显示屏可以提供各种全彩效果及动态显示图像字符,可以采用脱机控制或计算机连接实行同步控制;可以显示各式各样的全彩动态效果。控制系统采用专用灯光编程软件编辑,数码管控制花样更改方便,只需将编辑生成的花样格式文件复制进CF卡即可,数码管控制器可以单独控制,也可多台联机控制,数码管安装编排方式任意,适合各种复杂工程需求。数码管、控制器以及电源等以标准公母插头连接,方便快捷,并具有独特的外形设计,全新的户外防水结构。 LED护栏管应用范围 特别适合应用于广告牌背景、立交桥、河、湖护栏、建筑物轮廓等大型动感光带之中,可产生彩虹般绚丽的效果。用护栏管装饰建筑物的轮廓,可以起到突出美彩亮化建筑物的效果。事实证明,它已经成为照明产品中的一只奇葩,绽放在动感都市。 LED点光源 LED点光源是指以LED作为发光体的点光源,LED属于人造电光源之一。 由于LED的发光体接近“点”光源,灯具设计较为方便,但是,若作为大面积显示时,电流和功耗都较大。LED一般可用于电子设备的指示灯、数码管、显示板等显示器件和光电耦合器件,也常用于光通信等,以及建筑物轮廓,游乐园,广告牌,街道,舞台等场所的装饰。

白炽灯、日光灯、LED的发光原理

白炽灯、日光灯、LED的发光原理 评论:1 条查看:2240 次taoluezheLED发表于2008-01-05 14:24 1.白炽灯 根据白炽灯技术,主要有四种灯泡形式,分别为钨丝灯(tungsten-filament)、卤钨灯(tungsten halogen)、石英卤素灯(quartz halogen)及红外线反射灯 (infra-lamps,简称IR灯)。 1.1 白炽灯的发光原理 白炽灯是将电能转化为光能以提供照明的设备。其工作原理是:电首先被转化成了热,将灯丝加热至极高的温度(钨丝,熔点达3000℃多),这时候组成灯丝的元素的原子核外电子会被激发,从而使得其向较高能量的外层跃迁,当电子再次向低能量的电子层跃迁时,多余的能量便以光的形式放出来了。同时产生热量,螺旋状的灯丝不断将热量聚集,使得灯丝的温度达2000℃以上,灯丝在处于白炽状态时,就象烧红了的铁能发光一样而发出光来。灯丝的温度越高,发出的光就越亮。故称之为白炽灯。 白炽灯是由发光用的金属钨丝、与外界电源相通的电极,尾部的密封部分组成。一般将灯泡里面抽成真空或充入其它惰性气体,利用钨的熔点高的特点,将其制造成丝状,通入电流后,钨丝便发光,并有一部分电能转化为热能。在使用白炽灯时,注意不要去处接触灯泡,第一,灯泡表面温度很高,容易烫着手;第二,灯泡在工作时,钨丝在很高的温度下变软,如果晃动灯泡,容易使灯泡损坏。在刚开关刚闭合时钨丝最容易烧断。 1.2 灯丝材料 做灯丝的材料要求具有一定的电阻率、机械强度、化学稳定性和低挥发(即高熔点)。钨满足以上这些基本要求,当然这并不是说只有这一种材料,事实上还有铼,钼,钽,锇以及金属碳化物。

LED灯发光原理及基本特征(精)

LED灯发放原理及基本特征 一、LED发光原理 发光二极管主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。其发光体——晶片的面积为10.12mil(1mil=0.0254平方毫米),目前国际上出现大晶片LED,晶片面积达40mil。 其发光过程包括三部分:正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中,当电子经过该晶片时,带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合,电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量(带隙)越大,产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应,可见光的频谱范围内,蓝色光、紫色光携带的能量最多,桔色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的带隙,从而能够发出不同颜色的光。 LED照明光源的主流将是高亮度的白光LED。目前,已商品化的白光LED多是二波长,即以蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉混合产生白光。未来较被看好的是三波长白光LED,即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三颜色荧光粉混合产生白光,它将取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及LED背光源等市场。 二、LED光源的基本特征 1、发光效率高 LED经过几十年的技术改良,其发光效率有了较大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明/瓦,荧光灯50~70流明/瓦,钠灯90~140流明/瓦,大部分的耗电变成热量损耗。LED光效经改良后将达到达50~200流明/瓦,而且其光的单色性好、光谱窄,无需过滤可直接发出有色可见光。目前,世界各国均加紧提高LED光效方面的研究,在不远的将来其发光效率将有更大的提高。 2、耗电量少 LED单管功率0.03~0.06瓦,采用直流驱动,单管驱动电压1.5~3.5伏,电流15~18毫安,反应速度快,可在高频操作。同样照明效果的情况下,耗电量是白炽灯泡的八分之一,荧光灯管的二分之一、日本估计,如采用光效比荧光灯还要高两倍的LED替代日本一半的白炽灯和荧光灯。每年可节约相当于60亿升原油。就桥梁护栏灯例,同样效果的一支日光灯40多瓦,而采用LED每支的功率只有8瓦,而且可以七彩变化。 3、使用寿命长 采用电子光场辐射发光,灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用LED 灯体积小、重量轻,环氧树脂封装,可承受高强度机械冲击和震动,不易破碎。平均寿命达10万小时。LED灯具使用寿命可达5~10年,可以大大降低灯具的维护费用,避免经常换灯之苦。4、安全可靠性强

led灯的结构及发光原理(精)

led灯的结构及发光原理 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。 led灯结构图如下图所示 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。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。当它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。 二、什么是led光源,led光源的特点 1. 电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,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。 2. 效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80% 3. 适用性:很小,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,并且适合于易变的环境 4. 稳定性:10万小时,光衰为初始的50%

5. 响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级 6. 对环境污染:无有害金属汞 7.颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,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,最后为绿色 8. 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,而通常每组信号灯需由上300~500只二极管构成。 三、单色光led灯的种类及其发展历史 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年代初。当时所用的材料是GaAsP,发红光(λp=650nm),在驱动电流为20毫安时,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年代中期,引入元素In和N,使LED产生绿光(λp=555nm),黄光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm),光效也提高到1流明/瓦。 到了80年代初,出现了GaAlAs的LED光源,使得红色LED的光效达到10流明/瓦。 90年代初,发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料的开发成功,使LED的光效得到大幅度的提高。在2000年,前者做成的LED在红、橙区(λp=615nm)的光效达到100流明/瓦,而后者制成的LED在绿色区域(λp=530nm)的光效可以达到50流明/瓦。 四、单色光LED的应用 最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以12 英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命,低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。 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,由于LED响应速度快(纳秒级),可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况,减少汽车追尾事故的发生。 另外,LED灯在室外红、绿、蓝全彩显示屏,匙扣式微型电筒等领域都得到了应用。 五、白光led灯的开发 对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。1998年发白光的led灯开发成功。这种led灯是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成。GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含

LED背光的结构及发光原理

赛 维公司培训资 料(保密)LED 背光的结构及发光原理 ?所谓LED 电视,就是使用LED 作为背光源的液晶电视,和传统液晶电视在技术原理上差别不大,只是采用的背光不同,传统液晶电视是CCFL 光源,LED 电视则采用LED 光源。 ? 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。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 。当它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。

赛 维公司培训资料(保密)LED 光源的特点 ?LED 是点光源,CCFL 是线光源. ?电压:LED 使用低压电源,供电电压在6-50V 之间,根据产品不同而异,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。?效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80% ,与CCFL 相当.?适用性:体积很小,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,并且适合于易变的环境。?寿命:10万小时,光衰为初始的50%。?响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED 灯的响应时间为纳秒级。?对环境无污染:无有害金属汞。 ? 颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿蓝橙多色发光。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,最后为绿色。 ? 价格:LED 的价格比较昂贵

led灯的发光原理及荧光粉改善技术

led灯的发光原理及荧光粉改善技术 led的发光原理。led是由ⅲ一v族化合物,如gaas(砷化镓)、gaasp(磷化镓砷)、a1gaas(砷化铝镓)等半导体制成,其核心是p-n结,因此它具有一般p-n结的伏一安特性,即正向导通、反向截止、击穿特性。当p型半导体和n型半导体结合时,由于交界面处存在的载流子浓度差。于是电子和空穴都会从高浓度区域向低浓度区域扩散。这样,p区一侧失去空穴剩下不能移动的负离子,n区一侧失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子就是空间电荷。空间电荷集中在p区和n区交界面附近,形成了一很薄的空间电荷区,就是p-n结。当给p-n结1个正向电压时。便改变了p-n结的动态平衡。注入的少数载流子(少子)与多数载流子(多子)复合时,便将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。如果给pn结加反向电压,少数载流子(少子)难以注入,故不发光。 白光led的主要实现方法。目前,氮化镓基led获得白光主要有:蓝光led+黄色荧光粉、三色led合成白光、紫光led+三色荧光粉3种办法。最为常见形成白光的技术途径是蓝光led芯片和可被蓝光有效激发的荧光粉结合组成白光led.led辐射出峰值为470nm 左右的蓝光,而部分蓝光激发荧光粉发出峰值为570nm左右的黄绿

光。与另一部分的蓝光与激发荧光粉产生的黄绿光混合产生ylo:ce 白光。目前采用的荧光粉多为稀土激活的铝酸盐ylo:ce(yag),当有蓝光激发它时发出黄绿色光,所以称作黄绿色荧光粉。该方法发光,发光效率高,制备简单,工艺成熟。但色彩随角度而变。光一致性差,而且荧光粉与led的寿命也不一致,随着时问的推移,显色指数和色温都会变化,影响了发光光源的发光质量。 采用红、绿、蓝三原色led芯片或三原色led管混合实现白光。前者为三芯片型,后者为3个发光管组装型。红、绿、蓝led 封装在1个管内,光效可达20lm/w,发光效率较高,显色性较好。不过,这种合成白光方法的不足之处就是led的驱动电路较为复杂。三芯片型三原色混合成本较高,而且由于红绿蓝3种led的光衰特性不一致,随着使用时间的增加,三色的混合比例会变化。显色指数也会相应变化紫外光或紫光led激发三原色荧光粉,产生白光。采用这种方法更容易获得颜色一致的白光,因为颜色仅仅由荧光粉的配比决定,此外,还可以获得很高的显色指数。但其最大的难点在于如何获得高转换效率的三色荧光粉,特别是高效红色荧光粉。而且防止紫外线泄露也是很重要的。 添加红色荧光粉对大功率白光led光效和显色指数的影响 白光led是最具吸引力的21世纪绿色照明光源,日亚发明的制

LED发光原理、光源特点及应用

LED发光原理、光源特点及应用 一、LED的结构及发光 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。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。当它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。 二、LED光源的特点 1.电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,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。 2.效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80% 3.适用性:很小,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,并且适合于易变的环境 4.稳定性:10万小时,光衰为初始的50% 5.响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级 6.对环境污染:无有害金属汞 7.颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,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,最后为绿色

LED 照明灯原理

led照明灯原理图 led照明灯原理图 LED是发光二极体( Light Emitting Diode, LED)的简称,也被称作发光二极管,这种半导体组件发展以来一般是作为指示灯、显示板,但目前随着技术增加,已经能作为光源使用,它不但能够高效率地直接将电能转化为光能,而且拥有最长达数万小时~10 万小时的使用寿命,同时具备不若传统灯泡易碎,并能省电,同时拥有环保无汞、体积小、可应用在低温环境、光源具方向性、造成光害少与色域丰富等优点。 随着白光LED的出现与更多科技的导入,目前在家用电器及笔记本电脑的指示灯、汽车防雾灯、室内照明等照明设备日渐蓬勃,LED的应用越来越普遍。 LED的发明 在1955年时,美国无线电公司(Radio Corporation of America)的Rubin Braunstein发现了砷化鎵(GaAs)与及其他半导体合金的红外线放射作用,而1962年美国通用电气公司(GE)的Nick Holonyak Jr则开发出可见光的LEDLED。不过,LED

真正的起飞是在1990年代白光LED出现后,才开始渐渐被重视,而应用面越来越广。 LED的发光原理 LED是一种可以将电能转化为光能的电子零件,并同时具备二极体的特性,也就是具备一正极一负极,LED最特别的地方在于只有从正极通电才是会发光,故一般给予直流电时,LED会稳定地发光,但如果接上交流电,LED会呈现闪烁的型态,闪亮的频率依据输入交流电的频率而定。LED的发光原理是外加电压,让电子与电洞在半导体内结合后,将能量以光的形式释放。目前全球产业所发展出的不同种类LED能够发出从红外线到蓝之间不同波长的光线,而业界也有紫色~紫外线的LED,近年来LED最吸引人的发展是在蓝光LED上涂上萤光粉,将蓝光转化成白光的白光LED产品。LED之所以被称为世纪新光源,原因在于LED具备点光源与固态光源的特性,能够节省能源、高耐震、寿命长、体积小响应快速、并且色彩饱和度高。 LED的顏色:

LED 灯的原理与功能

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 [编辑本段]一、LED 的结构及发光原理 50 年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识发光二极管的构造图,第一个商用二极管产生于1960 年。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。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 。当它处于正[1]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。 [编辑本段]二、LED 光源的特点 1. 电压:LED 使用低压电源,供电电压在6-24V 之间,根据产品不同而异,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。 2. 效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80% 3. 适用性:很小,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,并且适合于易变的环境 4. 稳定性:10 万小时,光衰为初始的50% 5. 响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED 灯的响应时间为纳秒级 6. 对环境污染:无有害金属汞 7. 颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄LED灯绿兰橙多色发光。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,最后为绿色 8. 价格:LED 的价格比较昂贵,较之于白炽灯,几只白炽灯的价格就可以与一只LED灯的价格相当,而通常每组信号灯需由上300 ~500 只二极管构成。 [编辑本段]三、单色光LED 的种类及其发展历史 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 年代初。当时所用的材料是GaAsP ,发红光(λ p =650nm),在驱动电流为20 毫安时,光通量只有千分之几个流明,相应的发光效率约流明/ 瓦。70 年代中期,引入元素In 和N ,使LED 产生绿光(λ p =555nm ),黄光(λ p =590nm )和橙光(λ p =610nm ),光效也提高到1 流明/ 瓦。到了80 年代初,出现了GaAlAs 的LED 光源,使得红色LED 的光效达到10 流明/ 瓦。90 年代初,发红光、黄光的GaAlInP 和发绿、蓝光的GaInN 两种新材料的开发成功,使LED 的光效得到大幅度的提高。在2000 年,前者做成的LED 在红、橙区(λ p =615nm )的光效达到100 流明/ 瓦,而后者制成的LED 在绿色区域(λ p =530nm )的光效可以达到50 流明/ 瓦。 [编辑本段]四、单色光LED 的应用 最初LED 用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED 在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以12 英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命,低光效的140 瓦白炽灯作为光源,LED线灯它产生2000 流明的白光。经红色滤光片后,光损失90% ,只剩下200 流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds 公司采用了18 个红色LED 光源,包括电路损失在内,共耗电14 瓦,即可产生同样的光效。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,由于LED 响应速度快(纳秒级),可以及早让尾随车辆的司机知道

LED发光原理

一、LED的结构及发光原理 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┌氲继宀牧系腜N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。当它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。 二、LED光源的特点 1. 电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,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。 2. 效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80%。 3. 适用性:很小,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,并且适合于易变的环境。 4. 稳定性:10万小时,光衰为初始的50% 。 5. 响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级。 6. 对环境污染:无有害金属汞。 7. 颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,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,最后为绿色。 8. 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,而通常每组信号灯需由上300~500只二极管构成。 三、单色光LED的种类及其发展历史 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年代初。当时所用的材料是GaAsP,发红光(λp=650nm),在驱动电流为20毫安时,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年代中期,引入元素In和N,使LED产生绿光(λp=555nm),黄光(λp=590nm)和橙光(λp=610nm),光效也提高到1流明/瓦。 到了80年代初,出现了GaAlAs的LED光源,使得红色LED的光效达到10流明/瓦。 90年代初,发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料的开发成功,使LED的光效得到大幅度的提高。在2000年,前者做成的LED在红、橙区(λp=615nm)的光效达到100流明/瓦,而后者制成的LED在绿色区域(λp=530nm)的光效可以达到50流明/瓦。 四、单色光LED的应用 最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命,低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds 公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。 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

LED灯恒流驱动电源设计指导书(新)

LED高效恒流驱动电源的设计指导书 第1章绪论 1.1 LED工作原理 1.1.1 LED发光原理 发光二极管(LED)是一种将把电能变成光能的器件,发光二极管的主要部份是由p型半导体和n型半导体组成的晶片,在P型半导体中,空穴占有绝对地位,而在N型半导体中电子占绝大多数。在这两者之间是p-n结。的大体工作过程是一个电变光的过程,当LED的p-n结由外部电路加上正向偏压时,P区的正电荷将向N区扩散,同时N区的电子也向P区扩散,电子与空穴结合然后释放能量,一部分能量由光的形式散发出来,这就是发光的原因。不同大小的能量水平的差异,频率和波长的光的不同,相应的光的颜色是不同的,这便是LED发光原理。 1.1.2 LED光源的特点 1超低能耗 比起传统的白炽灯为首的白炽灯,至少节省20%以上的电量,节约了资源。 2超长寿命 传统的节能灯的寿命是2000~8000小时,而LED照明灯寿命可达5万~10万小时。 3响应时间短 LED灯的响应时间比传统的照明灯快几个数量级。 4工作电压低 LED的驱动电源既可以是高压电源又可以是低压电源,相比传统的照明灯,它更加适应电压的变化,电压发生变化的时候不容易损坏。 5绿色环保 符合欧盟标准,不会造成环境污染,并且LED可以被回收利用。 6坚固可靠 LED完全封装在循环氧树脂里面的LED,它比传统照明灯更加坚固不易损坏。 7不招蚊虫 因LED用二极管发光技术,使用的冷光源,所以不招蚊虫。 8自选颜色 可以通过不同的设计以及电流的大小来改变LED的颜色。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,最后为绿色。 目前白色LED发光效率已经突破120LM/W,是白炽灯15LM/W的8倍,是荧光灯50LM/W的2倍多。LED的光谱中没有紫外线和红外线成分,所以有害辐射小。在散热良好的情况下,LED的光通量半衰期大于5万小时以上,可以正常使用20年,器件寿命一般都在10万小时以上,是荧光灯寿命的10倍,是白炽灯的100倍。这种灯具具有非常好的节能长寿命特性,随着白色LED价格的不断降低,LED照明灯不但在节日彩灯装饰中广泛应用,而且逐步延伸到路面照明、民用照明等低照度要求的领域,全面进入实用化,并且在环保方面废弃物可以回收,没有荧光灯的汞污染问题,是国家重点发展的继白炽灯、荧光灯之后的第三代照明产业。

LED灯结构以及发光原理

一、 LED简介[回目录] LED结构以及发光原理 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, 发光二极管 发光二极管 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。 最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命,低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。 对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。1998年发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN 芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成。GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射,峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。 LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。现在,对于InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000K的各色白光。这种通过蓝光LED得到白光的方法,构造简单、成本低廉、技术成熟度高,因此运用最多。 上个世纪60年代,科技工作者利用半导体PN结发光的原理,研制成了LED发光二极管。当时研制的LED,所用的材料是GaASP,其发光颜色为红色。经过近30年的发展,现在大家十分熟悉的LED,已能发出红、橙、黄、绿、蓝等多种色光。然而照明需用的白色光LED仅在近年才发展起来,这里向读者介绍有关照明用白光LED。 LED用途介绍 1.可见光的光谱和LED白光的关系。众所周之,可见光光谱的波长范围为380nm~760nm,是人眼可感受到的七色光——红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,但这七种颜色的光都各自是一种单色光。例如LED发的红光的峰值波长为565nm。在可见光的光谱中是没有白色光的,因为白光不是单色光,而是由多种单色光合成的复合光,正如太阳光是由七种单色光合成的白色光,而彩色电视机中的白色光也是由三基色红、绿、蓝合成。由此可见,要使LED发出白光,它的光谱特性应包括整个可见的光谱范围。但要制造这种性能的LED,在目前的工艺条件下是不可能的。根据人们对可见光的研究,人眼睛所能见的白光,至少需两种光的混合,即二波长发光(蓝色光+黄色光)或三波长发光(蓝色光+绿色光+红色光)的模式。上述两种模式的白光,都需要蓝色光,所以摄取蓝色光已成为制造白光的关键技术,即当前各大LED制造公司追逐的“蓝光技术”。目前国际上掌握“蓝光技术”的厂商仅有少数几家,所以白光LED的推广应用,尤其是高亮度白光LED在我国的推广还有一个过程。 2.白光LED的工艺结构和白色光源。对于一般照明,在工艺结构上,白光LED通常采用两种方法形成,第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光;第二种是多种单色光混合方法。这两种方法都已能成功产生白光器件。第一种方法产生白光的系统如图1所示,图中LEDGaM芯片发蓝光(λp=465nm),它和YAG(钇铝石榴石)荧光粉封装在一起,当荧光粉受蓝光激发后发出黄色光,结果,蓝光和黄光混合形成白光(构成LED的结构如图2所示)。第二种方法采用不同色光的芯片封装在一起,通过各色光混合而产生白光。 3.白光LED照明新光源的应用前景。为了说明白光LED的特点,先看看目前所用的照明灯光源的状况。白炽灯和卤钨灯,其光效为12~24流明/瓦;荧光灯和HID灯的光效为50~120流明/瓦。对白光LED:在1998年,白光LED的光效只有5流明/瓦,到了1999年已达到15流明/瓦,这一指标与一般家用白炽灯相近,而在2000年时,白光LED的光效已达25流

LED车灯的构造与发光原理介绍

LED车灯的构造与发光原理介绍 汽车灯作为夜间行车的照明灯具,可谓是不可缺少的。随着LED的发展,已经越来越多的汽车厂商将LED车灯作为汽车灯的首选。LED汽车灯是指车内外光源均采用 LED 技术,用作外部与内部照明。外部照明设备涉及热极限与EMC问题,同时还有卸载负载测试的许多复杂标准。可广泛使用LED汽车灯来营造车内环境。 LED车灯的构造: 单个的LED是由金线、LED芯片、反射环、阴极导线、塑料导线、阳极导线组成。 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pn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。pn结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。 LED的发光过程包括三部分: 正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。 微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中,当电子经过该晶片时,带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合,电子和空穴消失的同时产生光子。 电子和空穴之间的能量(带隙)越大,产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应,在可见光的频谱范围内,蓝色光、

紫色光携带的能量最多,橘色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的带隙,从而能够发出不同颜色的光。 当它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。打个比方,LED就像一个汉堡,可以发光的材料是夹层中的“肉饼”,而上下的电极就是夹肉的面包。而通过对其中发光材料的研究,人们逐渐开发出各种光色、光效率越来越高的LED元件,但是无论怎么变化,LED总的发光原理和结构都没有发生太大的变化。 LED灯的优点: (1)节能:是由发光二极管直接把电能转化为光能,耗电仅相当于传统灯的1/10,能更好的降低油耗,护汽车电路不被过高的负载电流烧坏。 (2)环保:光谱中没有紫外线和红外线,发热量小,也没有辐射,眩光小,而且废弃物可回收,不含汞元素,没有污染,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源。 (3)寿命长:灯体内没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,在恰当的电流和电压下,使用寿命可达8~10万 h,比传统光源寿命长10 倍以上。(有一次更换,终身使用的特点)(4)高亮度,耐高温。(电能直接转换为光能,发热量小,可用手触摸) (5)体积小:设计者可以随意变换灯具模式,令汽车造型多样化。汽车厂商青睐LED,完全是LED本身的优点所决定的。

LED灯具基础知识

LED灯具基础知识 一、LED灯具的特性: LED灯珠是属于发光二极管的一种,能够将电能转化为光能的半导体,它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而采用电场发光。LED灯具可采用直流DC220V电压,不需要启辉器和镇流器。启动时间短,无闪频。 LED灯具的主要特点为: ①新型绿色环保光源:LED运用冷光源,眩光小,无辐射,使用中不产生有害物质。LED的工作电压低,采用直流驱动方式,超低功耗(单管0.03~0.06W),电光功率转换接近100%,在相同照明效果下比传统光源节能80%以上。LED的环保效益更佳,光谱中没有紫外线和红外线,而且废弃物可回收,没有污染,不含汞元素,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源。 ②寿命长:LED为固体冷光源,环氧树脂封装,抗震动,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6万~10万小时,是传统光源使用寿命的10倍以上。LED性能稳定,可在-30~+50oC环境下正常工作。 ③多变换: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256X256X256(即16777216)种颜色,形成不同光色的组合。LED组合的光色变化多端,可实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。 ④高新技术:与传统光源的发光效果相比,LED光源是低压微电子产品,成功地融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术和嵌入式控制技术等。传统LED灯中使用的芯片尺寸为0.25mmX0.25nm,而照明用LED的尺寸一般都要在1.0mmX1.0mm以上。LED裸片成型的工作台式结构、倒金字塔结构和倒装芯片设计能够改善其发光效率,从而发出更多的光。LED封装设计方面的革新包括高传导率金属块基底、倒装芯片设计和裸盘浇铸式引线框等,采用这些方法都能设计出高功率、低热阻的器件,而且这些器件的照度比传统LED产品的照度更大。 页脚内容1

LED车灯的发光原理及特点

LED灯的发光原理及特点: LED车灯是一种利用电子发光原理发光的照明冷光源;具有微发热、低功耗的特点,广泛应用于通信、交通、航天等高科技领域;国外率先运用于汽车仪表及信号照明上,它的发光波长长,穿透力强,瞬态响应好,点亮无延时,使用寿命长,一般无人为外力损坏,可与汽车报废年限相当,工作电流是传统灯泡的十二分之一,既保护了供电线路,又减轻了全车的供电负载,降低了发动机的磨损和油耗,是今后汽摩领域的发展方向。适合所有各类汽车、摩托车的传统玻璃灯泡的改装;备有适合各种车型不同电压、LED数、灯头及各种颜色的一百多种型号; 改用LED车灯有哪些好处: 1、长寿命:寿命5-10万小时,一般在车辆寿命期内无需更换; 2、省钱:原车配的是白炽灯,一个就21瓦;LED灯一个只有1瓦多。全车一共少100多瓦呢!节电也就是节油,五年由此节油少100升; 3、免罚单:由于LED的超长寿命,就避免了因灯具突然缺失而招至的罚单; 4、电路安全:爱车照明电路中电流从十几安培降低到不到1安培,电路着火的可能大大减少; 5、行车安全:由于点亮速度快,给后车的制动时间长,据测百公里时速,能让后车缩短刹车距 离7.5米。(从您刹车到白炽灯点亮要几百毫秒,LED灯只要几十纳秒)拒绝被追尾; 6、高亮度:相比传统灯泡,LED颜色更纯正、亮度更高且持久不褪色,有更好的警示作用; 7、强度高:LED的抗震性、耐冲击性也远优于普通灯泡,而且有体积小、环境适应性强等优点。 安装注意事项: LED车灯安装时小心按压,不要压住灯芯片,容易损坏。原车玻璃灯很烫,请更换时候当心, LED有正负极的,不亮的话,换个方向就可以了(即换个电极的意思)。

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