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LED 技术全攻略
-工程师必备手册
目录
一、 LED 发展史二、 LED 的分类三、 LED 驱动技术原理四、 LED 驱动设计技巧五、 LED 驱动设计参考案例及选型指导六、 LED 散热解决方案七、 LED 产业链厂商大全八、设计参考资料索引
感谢文茂强先生对本白皮书所作出的巨大贡献!
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发展史
1907 年 Henry Joseph Round 第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象。由于其发出的黄光太暗,不适合实际应用;更难处在于碳化硅与电致发光不能很好的适应,研究被摒弃了。二十年代晚期 Bernhard Gudden 和 Robert Wichard 在德国使用从锌硫化物与铜中提炼的的黄磷发光。再一次因发光暗淡而停止。 1936 年,e Destiau 出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。随着电流的应用和广泛的认识,最终出现了“电致发光”这个术语。二十世纪 50 年代,英国科学家在电致发光的实验中使用半导体***化镓发明了第一个具有现代意义的 LED,并于 60 年代面世。据说在早期的试验中,LED 需要放置在液化氮里,更需要进一步的操作与突破以便能高效率的在室温下工作。第一个商用 LED 仅仅只能发出不可视的红外光,但迅速应用于感应与光电领域。 60 年代末,在***化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见的红光 LED。磷化镓的改变使得 LED 更高效、发出的红光更亮,甚至产生出橙色的光。到 70 年代中期,磷化镓被使用作为发光光源,随后就发出灰白绿光。LED 采用双层磷化镓蕊片(一个红色另一个是绿色)能够发出黄色光。就在此时,俄国科学家利用金刚砂制造出发出黄光的 LED。尽管它不如欧洲的 LED 高效。但在 70 年代末,它能发出纯绿色的光。 80 年代早期到中期对***化镓磷化铝的使用使得第一代高亮度的 LED 的诞生,先是红色,接着就是黄色,最后为绿色。到 20 世纪 90 年代早期,采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的 LED。第一个有历史意义的蓝光 LED 也出现在 90 年代早期,再一次利用金钢砂—早期的半导体光源的障碍物。依当今的技术标准去衡量,它与俄国以前的黄光 LED 一样光源暗淡。 90 年代中期,出现了超亮度的氮化镓 LED,随即又制造出能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓 Led。超亮度蓝光蕊片是白光 LED 的核心,在这个发光蕊片上抹上荧光磷,然后荧光磷通过吸收来自蕊片上的蓝色光源再转化为白光。就是利用这种技术制造出任何可见颜色的光。今天在 LED 市场上就能看到生产出来的新奇颜色,如浅绿色和粉红色。有科学思想的读者到现在可能会意识到 LED 的发展经历了一个漫长而曲折的历史过程。事实上,最近开发的 LED 不仅能发射出纯紫外光而且能发射出真实的“黑色”紫外光。那么 LED 发展史到低能走多远,不得而知。也许某天就能开发出能发 X 射线的 LED。早期的 LED 只能应用于指示灯、早期的计算器显示屏和数码手表。而现在开始出现在超亮度的领域。将会在接下的一段时间继续下去。
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的分类
常见 LED 的分类 1. 按发光管发光颜色分成红色、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。散射型发光二极管不适合做指示灯用。 2. 按发光管出光面特征分为圆灯、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、、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) ; 的记作 T-1(1/4)[6-8]。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有全环氧包封、金属底座环氧封