文档介绍：LED基础知识
主要内容
一、LED基础知识
LED的定义、原理及特点
二、LED主要参数及关系
常用术语及光电参数解析
三、室内LED灯管结构简介
室内LED灯管结构及其分类
四、LED驱动电源基本知识
LED灯的驱动电源分类及特点
五、影响LED灯具品质的几大因素
散热、光源材质、驱动电源等
LED 全称——Light Emitting Diode
LED发光二极管是一种可以将电能转化为光
能的电子器件,具有二极管的特性。基本结
构为一块电致发光的半导体模块,封装在环
氧树脂中,通过针脚作为正负电极并起到支
撑作用。
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。
LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附着LED灯株在一个支架上。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。而光的波长决定光的颜色,是由形成P-N结材料决定的。
LED因其荧光粉化学成份不同,而其颜色不同:
●如红色:铝-铟-镓-磷化物
●绿色和蓝色: 铟-镓-氮化物
●白色和其它色都是用RGB 三基色按适当的比例混合而成的。
电致发光和冷光源
白炽灯: 电能→热能→光能-------------------热光
电致发光(EL): 电能→光能-------------------冷光
通常有两种电致发光现象:
① EL 屏是利用固体在电场作用下的发光现象所制成的光源
②第二类电致发光又称之为注入式场致发光,如LED。电致发光实际上也是一种能量的变换与转移的过程。
发光波长取决于电子的能量差:
LED光的颜色和它的波长
中红外线红光
4600nm-1600nm--不可见光
低红外线红光
1300nm-870nm--不可见光
850nm-810nm-几乎不可见光
近红外线光
780nm-当直接观察时可看见一个非常暗淡的樱桃红色光
770nm-当直接观察时可看见一个深樱桃红色光
740nm-深樱桃红色光
红色光
700nm-深红色
660nm-红色
645nm-鲜红色
630nm-
620nm-橙红
橙色光
615nm-红橙色光
610nm-橙色光
605nm-琥珀色光
黄色光
590nm-"钠"黄色
585nm-黄色
575nm-柠檬黄色/淡绿色
绿色
570nm-淡青绿色
565nm-青绿色
555nm-550nm-鲜绿色
525nm-纯绿色
蓝绿色
505nm-青绿色/蓝绿色
500nm-淡绿青色
495nm-天蓝色
蓝色
475nm-天青蓝
470nm-460nm-鲜亮蓝色
450nm-纯蓝色
蓝紫色
444nm-深蓝色
30nm-蓝紫色
紫色
405nm-纯紫色
400nm-深紫色
近紫外线光
395nm-带微红的深紫色
UV-A型紫外线光
370nm-几乎是不可见光,受木质玻璃滤光时显现出一个暗深紫色。
白光发光二极管有微黄色的到略带紫色的白光。白光发光二极管的色温范围有低至4000°K到12000°K。常见的白光发光二极管通常都是6500°-8000°K范围内。
LED发展历史
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。
70年代初期,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。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。
20世纪90年代初
20世纪70-80年代
二十世纪20-60年代
-N结发光现象,60年代初应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源。所用的材料是GaAsP 。
LED变革,主要体现在使用材料和光的颜色上
LED主要特点
电压:LED使用低压电源,-4V之间,比使用高压电源更安
全的电源。
效能:光效高,目前实验室最高光效已达到 161 lm/w(cree),是目前光效
最高的