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      LED燈結構及發光原理

      - 2019-05-25-

        LED(Light Emitting Diode),發光二極管,是一種可以將電能轉化為可見光的固態的半導體器材,它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片,晶片的一端附在一個支架上,一端是負極,另一端連接電源的正極,使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。

        半導體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導體,在它里面空穴占主導地位,另一端是N型半導體,在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時分,它們之間就構成一個P-N結。當電流通過導線作用于這個晶片的時分,電子就會被面向P區,在P區里電子跟空穴復合,然后就會以光子的形式宣布能量,這便是LED發光的原理。而光的波長也便是光的色彩,是由構成P-N結的材料決議的。

        開始LED用作儀器儀表的指示光源,后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛使用,發生了很好的經濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例,在美國本來是采用長壽命,低光效的140瓦白熾燈作為光源,它發生2000流明的白光。經紅色濾光片后,光丟失90%,只剩下200流明的紅光。而在新設計的燈中,Lumileds公司采用了18個紅色LED光源,包括電路丟失在內,共耗電14瓦,即可發生同樣的光效。汽車信號燈也是LED光源使用的重要范疇。

        關于一般照明而言,人們更需要白色的光源。1998年發白光的LED開發成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石(YAG)封裝在一起做成。GaN芯片發藍光(λp=465nm,Wd=30nm),高溫燒結制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍光激起后宣布黃色光射,峰值550nm。藍光LED基片安裝在碗形反射腔中,覆蓋以混有YAG的樹脂薄層,約200-500nm。LED基片宣布的藍光部分被熒光粉吸收,另一部分藍光與熒光粉宣布的黃光混合,可以得到得白光?,F在,關于InGaN/YAG白色LED,通過改變YAG熒光粉的化學組成和調理熒光粉層的厚度,可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。這種通過藍光LED得到白光的辦法,結構簡略、成本低廉、技術成熟度高,因此運用最多。

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