LED基本知识

半导体材料放光元器件包含半导体材料发光二极管（通称LED）、数码显示管、标记管、米字管及点阵式式显示器（通称引流矩阵管）等。实际上，数码显示管、标记管、米字管及引流矩阵管内的每一个闪光模块全是一个发光二极管。

??一、半导体材料发光二极管原理、特点及运用
??（一）LED发亮基本原理
??发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化学物质，如GaAs（氮化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷氮化镓）等半导体材料制作的，其关键是PN结。因而它具备一般P -N结的I-N特点，即正指导通，反方向截至、穿透特点。除此之外，在一定情况下，它还具备发亮特点。在正方向工作电压下，电子器件由N区引入P区，空穴由P区引入N区。进到另一方地区的极少数自由电子（少子）一部分与大部分自由电子（多子）复合型而发亮。

　　假定发亮是在P区中产生的，那麼引入的电子器件与费米能级空穴立即复合型而发亮，或是先被发亮核心捕捉后，再与空穴复合型发亮。除开这类发亮复合型外，还有一些电子器件被非发亮核心（这一核心处于导带、介带正中间周边）捕捉，然后再与空穴复合型，每一次释放出来的动能并不大，不可以产生能见光。发亮的复合型量相对性于非发亮复合型量的占比越大，量子高效率越高。因为复合型是在少子蔓延区域内发亮的，因此 光仅在挨近PN结面数μm之内造成。
??基础理论和实践经验证明，光的最高值光波长λ与发亮地区的半导体器件带隙Ｅg相关，即
????λ≈1240/Eg（mm）
??式中Eg的单位为电子伏（eV）。若能造成能见光（光波长在380nm紫光～780nm彩光），半导体器件的Eg应在3.26～1.63eV中间。比红光波长长的光为红外线。如今已经有红外线、红、黄、绿及高清蓝光发光二极管，但在其中高清蓝光二极管成本费、价钱很高，应用不广泛。

??（二）LED的特点

??1．極限主要参数的实际意义
??（1）容许功能损耗Pm:容许边加个LED两边正方向交流电压与穿过它的电流量之积的最高值。超出此值，LED发烫、毁坏。
??（2）较大正方向直流电流IFm：容许加的最高的正方向直流电流。超出此值可毁坏二极管。 ??
（3）较大逆向工作电压VRm：所容许加的最高逆向工作电压。超出此值，发光二极管很有可能被损坏毁坏?
（4）办公环境topm:发光二极管可一切正常作业的工作温度范畴。小于或超过此温度范围，发光二极管将无法正常的工作中，高效率大幅度降低。

??2．电主要参数的实际意义

??（1）光谱仪遍布和最高值光波长：某一个发光二极管所发之星并不是单一光波长，其光波长大致按图2所显示。 由图由此可见，该发光二极管所发之星中某一光波长λ0的光照强度较大，该光波长为最高值光波长。
??（2）亮度单位IV：发光二极管的亮度单位一般是弹法线（对圆柱型发光二极管就是指其中心线）方位上的亮度单位。若在该方位上辐照度为（1/683）W/sr时，则发亮1坎德拉（标记为cd）。因为一般LED的发亮二抗压强度小，因此 亮度单位常见坎德拉(mcd)作企业。
??（3）光谱仪半总宽Δλ:它表明发光二极管的光谱仪纯净度.就是指图3中1/2最高值光照强度所相匹配两光波长中间隔.
??（4）半值角θ1/2和角度：θ1/2就是指亮度单位数值径向抗压强度值一半的方位与发亮径向（反向）的交角。
半值角的2倍为角度（或称半输出功率角）。图3得出的二只不一样型号规格发光二极管亮度单位角分布的状况。中垂线（法向）AO的座标为相对性亮度单位（即亮度单位与较大亮度单位的之比）。显而易见，法向方位上的相对性亮度单位为1，离去法向方位的视角越大，相对性亮度单位越小。从而图能够获得半值角或角度值。
??（5）正方向工作中电流量If：它就是指发光二极管一切正常发亮时的正方向电流。在具体应用中应按照须要挑选IF在0.6·IFm下列。
??（6）正方向工作标准电压VF：性能参数中列出的工作标准电压是在给出的正面电流量下取得的。一般是在IF=20mA时测定的。发光二极管正方向工作标准电压VF在1.4～3V。在外部环境温度增高时，VF将降低。
??（7）V-I特点：发光二极管的电流与交流电的影响可以用图4表明。在正方向工作电压正低于某一值（叫阀值）时，电流量很小，不发亮。当电流超出某一值后，正方向电流量随工作电压快速提升，发亮。由V-I曲线图能够得到发光二极管的顺向工作电压，反方向电流量及反方向工作电压等主要参数。正方向的发光二极管反方向泄露电流IR

??（三）led的归类

??1． 按发光二极管发亮色调分
??按发光二极管发亮色调分，可分为鲜红色、橘色、翠绿色（又细分化黄绿色、规范绿和纯绿）、高清蓝光等。此外，有的发光二极管中包括二种或三种颜色的集成ic。
??依据发光二极管出光处掺或不掺透射剂、有色板块或是没有颜色，以上各种颜色的发光二极管还可分为有色板块全透明、没有颜色全透明、有色板块透射和没有颜色透射四种种类。透射型发光二极管和达于做显示灯用。
??2． 按发光二极管出亮面特点分按发光二极管出亮面特点分圆灯、方灯、矩形框、面发光二极管、侧面管、表层安裝用小型管等。环形灯按外径分成φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、 φ10mm及φ20mm等。海外一般 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）。
??由半值角尺寸能够可能环形亮度单位角分布状况。从亮度单位角布局图来分是三类：
??（1）高导向性。一般为尖口环氧树脂封裝，或者带金属材料反射面腔封裝，且不用透射剂。半值夹角5°～20°或更小，具备很高的导向性，可作部分照明灯具灯源用，或与光验出器联用于构成自动识别系统软件。
??（2）基本型。一般 作显示灯用，其半值夹角20°～45°。
??（3）透射型。这也是角度很大的显示灯，半值夹角45°～90°或更高，透射剂的量很大。

?　3．按发光二极管的构造分 ??
按发光二极管的构造分是全环氧树脂包裹、金属材料基座环氧树脂封裝、瓷器基座环氧树脂封裝及玻璃封装等构造。

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