Led基础知识(1)分解
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给文科生的LED知识大全集随着标准化设备的导入,规模化与模块化的产业过程,技术不再是深不可测,工艺优化,设备优化变成主旋律,未来,掌握了LED基本知识,活用这些知识之后,你就会了解,高深的科技理论不过就是我所推广的简单道理。
叶国光LEDinside做LED这个行业这么久了,很多技术与术语我们都会觉得理所当然,很容易理解,但是细细想又很难系统性地道出个所以然,所以这次我试着来写一篇LED 的基本科普文章,希望对想了解LED的人有所帮助,或者就权当是知识的巩固了,看到最后会发现,活用这些基本知识,会比想象中更简单。
◆发光二极管(LED:Light Emitting Diode)原理介绍▲发光二极管的构造1发光二极管(LED)都是使用「化合物半导体」制作,二种以上的元素键结形成的半导体,称为「化合物半导体」。
例如:砷化镓(GaAs)属于三五族化合物半导体(3A族的镓与5A族的砷)、硒化镉(CdSe)属于二六族化合物半导体(2A族的镉与6A族的硒)等固体材料,化合物半导体的发光效率极佳,因此我们大多利用它来制作发光组件,例如:砷化镓(GaAs)是属于「直接能隙(Direct band gap)」,所以砷化镓晶圆所制作的组件会发光,一般都用来制作发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等发光组件。
发光二极管(LED)的构造如图一(a)所示,直插的灯珠外观呈椭圆形,尺寸与一颗绿豆差不多,但是真正发光的部分只有图中的「芯片(chip)」而已,芯片的尺寸与海边的一粒砂子差不多,这么小的一个芯片就可以发出很强的光,由于发光二极管的芯片很小,所以一片2吋的砷化镓晶圆就可以制作数万个芯片,切割以后再封装,形成如图一(a)的外观,发光二极管的制程与硅晶圆的制程相似,都是利用光刻微影、掺杂技术、蚀刻技术、薄膜成长制作而成。
1(图一发光二极管(LED)的构造与工作原理)▲发光二极管的基本原理如果我们将二极管的芯片放大,如图一(b)的氮化镓发光二极管所示,有金属电极,中间有N型与P型的氮化镓与电极,当发光二极管与电池连接时,电子由电池的负极流入N型半导体,空穴由电池的正极流入P型半导体,电子与空穴在P型与N型的接面处结合,并且由芯片的上方发光,经过椭圆形的塑料封装外壳,由于椭圆形的塑料封装外壳类似凸透镜,具有聚光的效果,可以使发出来1的光线「比较集中」。
LED照明/顯示基礎知識第一章 LED照明基礎知識1、半導體照明的概念2、LED基本發光原理3、LED光源的特點4、LED的優點5、LED發展歷史6、LED顯示幕常用術語解釋7、LED極限參數的意義8、LED的分類9、LED的適用範圍和各類應用10、LED產業鏈分佈11、LED發展現狀12、LED發展趨勢總結:LED照明設計第二章 LED襯底材料的基本知識1、LED襯底的概念和作用2、LED襯底材料的種類3、LED襯底選擇的原則4、LED襯底的工藝流程第三章 LED外延片基礎知識1、LED外延生長的概念和原理2、LED外延片襯底材料選擇特點3、LED外延片襯底材料種類4、LED外延片生長工藝第四章 LED晶片基礎知識1、LED晶片的概念2、LED晶片的組成元素3、LED晶片的分類4、LED晶片特性表5、LED晶片的工藝流程第五章 LED封裝基本知識1、LED封裝的概念2、LED封裝的分類3、LED封裝工藝流程4、LED封裝器件的性能5、提高LED發光效率的技術第六章白光LED的基礎知識1、白光LED的概念2、白光LED發光原理3、白光LED技術指標4、白光LED技術難點5、大功率白光LED的封裝技術研究第七章 LED應用的基礎知識1、資訊顯示2、交通信號燈3、汽車用燈4、LED背光源5、半導體照明第一章 LED照明基礎知識1、半導體照明的概念又名LED照明。
LED(Lighting Emitting Diode即發光二極體,是一種半導體固體發光器件。
它是利用固體半導體晶片作為發光材料,在半導體中通過載流子發生複合放出過剩的能量而引起光子發射,直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。
LED照明產品尌是利用LED作為光源製造出來的照明器具。
2、LED基本發光原理LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化鎵、GaP(磷化鎵、GaAsP(磷砷化鎵等半導體製成的,這些半導體材料會預先透過注入或攙雜等工藝以產生P、N架構。
一、LED基础知识1、LED发光原理LED(LightEmittingDiode)是发光二极管的简称。
由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管,在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。
磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光。
随着科技的进步,出现了可以发出类似白炽灯光色的LED,这就为现代照明提供了一种寿命长,效率高的照明光源,最为可贵的是,LED器件具有长达5万以至10万小时以上寿命,适合多种场合应用的特点。
2、LED的特点LED发出的光与自然光不同,其频谱不是连续的,缺少红外部分,所以与白炽灯不同,LED产生的热量不是靠辐射散出,而是必须通过传导方式散出,这也是LED被称为冷光源的原因。
LED具有以下优点:高效节能:白光LED是目前已知的最为节能的白光光源器件。
一千小时仅耗几度电(普通60W白炽灯十七小时耗1度电,普通10W节能灯一百小时耗1度电)超长寿命:半导体芯片发光,无灯丝,无玻璃泡,不怕震动,不易破碎,使用寿命可达五万小时以上(普通白炽灯使用寿命仅有数百小时,普通节能灯使用寿命也只有八千小时)绿色环保:不含汞和氙等有害元素,利于回收和利用,而且不会产生电磁干扰(普通灯管中含有汞和铅等元素,节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰,且灯管中照样存在汞元素)保护视力:直流驱动,无频闪(普通灯都是交流驱动,就必然产生频闪)光效率高:发热小:90%的电能转化为可见光(普通白炽灯80%的电能转化为热能,仅有20%电能转化为光能)市场潜力大:低压、直流供电,电池、太阳能供电即可,可用于边远山区及野外照明等缺电、少电场所。
根据国际权威机构预测,半导体发光二极管照明将在未来5-10年内取代现有传统光源,当然这将取决于白光LED更加便宜,科技进步必然造成市场总体容量快速增长。
技术人员经测量发现,在同样亮度下,LED的电能消耗仅为白炽灯的1/10,寿命则是白炽灯的100倍。
LED基本理论知识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发光原理图1 发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP Array(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*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a.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。
b.最大正向直流电流I F m:允许加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
c.V R m: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。
半导体照明产业基础知识第一章 LED照明基础知识 (3)1、半导体照明的概念 (3)2、LED基本发光原理 (3)3、LED光源的特点 (4)4、LED的优点 (5)5、LED发展历史 (6)6、LED显示屏常用术语解释 (6)7、LED极限参数的意义 (15)8、LED的分类 (15)9、LED的适用范围和各类应用 (19)10、LED产业链分布 (20)11、LED发展现状 (20)12、LED发展趋势 (21)总结:LED照明设计 (21)第二章 LED衬底材料的基本知识 (22)1、LED衬底的概念和作用 (22)2、LED衬底材料的种类 (23)3、LED衬底选择的原则 (26)4、LED衬底的工艺流程 (26)第三章 LED外延片基础知识 (28)1、LED外延生长的概念和原理 (28)2、LED外延片衬底材料选择特点 (28)3、LED外延片衬底材料种类 (29)4、LED外延片生长工艺 (31)第四章 LED芯片基础知识 (35)1、LED芯片的概念 (35)2、LED芯片的组成元素 (35)3、LED芯片的分类 (35)4、LED芯片特性表(详见下表介绍) (38)5、LED芯片的工艺流程 (38)第五章 LED封装基本知识 (47)1、LED封装的概念 (47)2、LED封装的分类 (48)3、LED封装工艺流程 (51)4、LED封装器件的性能 (55)5、提高LED发光效率的技术 (56)第六章白光LED的基础知识 (59)1、白光LED的概念 (59)2、白光LED发光原理 (59)3、白光LED技术指标 (61)4、白光LED技术难点 (61)5、大功率白光LED的封装技术研究 (62)第七章 LED应用的基础知识 (69)1、信息显示 (69)2、交通信号灯 (73)3、汽车用灯 (74)4、LED背光源 (76)5、半导体照明 (79)第一章 LED照明基础知识1、半导体照明的概念又名LED照明。
浅谈LED产品老化时间:2007-10-10 浏览1795次【字体:大中小】我们在应用LED时经常会出现这样种问题,LED焊在产品上刚开始的时候是正常工作的,但点亮一段时间以后就会出现暗光、闪动、故障、间断亮等现象,给产品带来严重的损害。
引起这种现象的原因大致有:1.应用产品时,焊接制程有问题,例如焊接温度过高焊接时间过长,没有做好防静电工作等,这些问题95%以上是封装过程造成。
2.LED本身质量或生产制程造成。
预防方法有:1.做好焊接制程的控制。
2.对产品进行老化测试。
老化是电子产品可靠性的重要保证,是产品生产的最后必不可少的一步。
LED产品在老化后可以提升效能,并有助于后期使用的效能稳定。
LED老化测试在产品质量控制是一个非常重要的环节,但在很多时候往往被忽视,无法进行正确有效的老化。
LED老化测试是根据产品的故障率曲线即浴盆曲线的特征而采取的对策,以此来提高产品的可靠性,但这种方法并不是必需的,毕竟老化测试是以牺牲单颗LED产品的寿命为代价的。
LED老化方式包括恒流老化及恒压老化。
恒流源是指电流在任何时间都恒定不变的。
有频率的问题,就不是恒流了。
那是交流或脉动电流。
交流或脉动电流源可以设计成有效值恒定不变,但这种电源无法称做「恒流源」。
恒流老化是最符合LED电流工作特征,是最科学的LED老化方式;过电流冲击老化也是厂家最新采用的一种老化手段,通过使用频率可调,电流可调的恒流源进行此类老化,以期在短时间内判断LED的质量预期寿命,并且可挑出很多常规老化无法挑出的隐患LED。
贴片LED的封装时间:2007-11-26 浏览18269次【字体:大中小】表面贴片二极管(SMD)是一种新型的表面贴装式半导体发光器件,具有体积小、散射角大、发光均匀性好、可靠性高等优点。
其发光颜色可以是白光在内的各种颜色,可满足表面贴装结构的各种电子产品的需要,特别是手机、笔记本电脑等。
1、 SMD封装的工艺SMD封装一般有两种结构:一种为金属LED,另一种为PCB片式LED。
LED射灯基础知识(1)
LED射灯基础知识
LED射灯是一种特殊的照明器材,常常被用于舞台、影视、展览等场合。
下面介绍一些LED射灯的基础知识。
一、LED射灯的组成
LED射灯主要由三部分组成:LED灯珠、灯头和灯体。
其中LED灯珠是
光源,灯头是连接灯珠的部分,灯体是固定灯珠和灯头的主体部分。
二、LED灯珠的类型
LED灯珠种类繁多,按颜色分可分为单色、双色、三色和全彩四类;按形状分可分为方形、圆形、长型等;按功率分可分为低功率、中功率
和高功率三类。
三、LED射灯的亮度
LED射灯的亮度通常以流明(Lm)为单位进行表示。
LED灯珠的亮度与
其尺寸、发光面积、电流和电压有关。
四、LED射灯的光色
LED射灯的光色可以根据需要进行调节。
常见的光色有红、绿、蓝、黄、白等。
RGB三原色组合可产生各种颜色。
五、LED射灯的控制
LED射灯可以通过控制器进行远程控制,实现开关、调光、改变光色等功能。
目前常见的控制器有DMX512、DALI和0-10V等。
六、LED射灯的特点
LED射灯具有很多优点,如高效节能、长寿命、低热量、可靠性高、使用方便等,因此被广泛应用于各种领域。
以上就是关于LED射灯的基础知识介绍,希望对大家有所帮助。
LED基础知识介绍LED,全称为Light Emitting Diode(发光二极管),是一种半导体器件。
与传统的发光方式不同,LED通过半导体材料发出可见光,其主要原理是电导带和价带之间的电子跃迁。
一、LED的结构LED由四个基础部件组成:1.发光体:由半导体材料构成,其中有N型材料和P型材料,通过电子和空穴再复合从而发出光。
2.引线极:引线极连接发光体和外部电源,起到导电和固定作用。
3.导电板:位于引线极下方,用于分布电流和散发热量。
4.外壳:保护LED内部结构的外部壳体。
二、LED的工作原理当LED两端施加电压时,N型材料中的电子和P型材料中的空穴在P–N结附近会发生复合。
这个过程中,电子跃迁到低能级并释放出能量,即发出可见光。
根据材料的不同,LED可以发出不同的光谱,从红色到紫色。
三、LED的优点1.能效高:LED是一种高效光源,其能量转换效率高,较少能量转化为热能。
2.寿命长:LED寿命可达数万小时,远超其他照明设备。
3.响应速度快:LED瞬间响应,无需预热时间。
4.尺寸小:LED小巧轻便,方便安装和维护。
5.环保节能:LED不含汞等有害物质,使用过程中也不会排放有害气体。
四、LED的缺点1.价格较高:LED的制造成本相对较高,使得其价格相对较高。
2.色彩损失:LED在长期使用过程中,会逐渐发生光衰,颜色会发生变化。
五、LED的应用领域1.照明领域:由于其高效节能的特点,LED已经成为照明行业的主流光源。
2.显示屏:LED显示屏具有高亮度、高对比度和清晰度等优点,在舞台演出、广告宣传等领域得到广泛应用。
3.汽车照明:LED的亮度较高,可以用于汽车前照灯、尾灯和转向灯等。
4.室内装饰:LED可以制造出不同颜色和亮度的光,广泛应用于室内装饰照明中,如楼梯、墙壁和天花板的装饰等。
5.电子产品:LED在电子产品中的应用非常广泛,如电视、手机、电脑等显示屏。
总结:LED作为一种高效节能的光源,具有很多优点,如能效高、寿命长、响应速度快等。
LED照明基础知识培训资料目录一、LED照明概述 (2)1.1 LED的定义与特点 (2)1.2 LED照明的发展历程 (3)1.3 LED照明的应用领域 (4)二、LED照明原理 (6)2.1 LED的基本工作原理 (7)2.2 LED的光源结构 (8)2.3 LED的发光效率与性能参数 (9)三、LED照明器件 (10)3.1 LED灯珠的种类与规格 (11)3.2 LED驱动器的作用与选择 (13)3.3 LED照明的散热与防水设计 (15)四、LED照明系统 (16)4.1 LED照明系统的组成与功能 (17)4.2 LED照明系统的控制方式 (19)4.3 LED照明系统的调光与调色技术 (20)五、LED照明设计与案例分析 (21)5.1 LED照明设计的步骤与方法 (23)5.2 LED照明案例分析 (24)5.3 LED照明设计的实际应用案例 (25)六、LED照明标准与认证 (27)6.1 LED照明相关的国际标准与国内标准 (28)6.2 LED照明产品的认证体系 (29)6.3 LED照明行业的政策法规 (31)七、LED照明发展趋势与挑战 (32)7.1 LED照明的未来发展趋势 (33)7.2 LED照明面临的挑战与机遇 (34)7.3 LED照明产业的可持续发展路径 (35)一、LED照明概述随着科技的不断发展,人们对于照明设备的需求也在不断提高。
传统的照明设备如白炽灯、荧光灯等在节能、环保、寿命等方面存在诸多不足。
而LED(Light Emitting Diode)照明作为一种新型的照明技术,因其具有高效、长寿命、无污染等优点,逐渐成为照明市场的主流产品。
本培训资料将对LED照明基础知识进行详细介绍,帮助大家了解LED照明的基本原理、性能特点、应用领域以及市场前景等方面的内容。
1.1 LED的定义与特点LED(Light Emitting Diode),即发光二极管,是一种能将电能转化为光能的半导体器件。
LED灯具基础知识全解目录一、LED灯具概述 (2)1.1 LED灯具定义 (2)1.2 LED灯具特点 (3)1.3 LED灯具应用领域 (4)二、LED光源基础知识 (5)2.1 LED光源原理 (6)2.2 LED光源结构 (8)2.3 LED光源性能参数 (8)三、LED灯具设计基础 (10)3.1 灯具设计基本原则 (12)3.2 灯具光学设计 (13)3.3 灯具电源设计 (14)四、LED灯具驱动与控制 (16)4.1 常用驱动方式 (17)4.2 驱动器选择与设计 (18)4.3 控制系统原理与应用 (20)五、LED灯具散热与热管理 (22)5.1 散热原理与重要性 (23)5.2 散热设计与优化 (24)5.3 热管理解决方案 (26)六、LED灯具品质评估与测试 (27)6.1 品质评估标准与方法 (28)6.2 功能测试与验证 (30)6.3 耐久性与可靠性测试 (31)七、LED灯具安装与维护 (32)7.1 安装步骤与注意事项 (33)7.2 维护保养指南 (34)7.3 安全操作规范 (35)八、LED灯具发展趋势与创新 (37)8.1 技术创新与发展趋势 (38)8.2 新型材料与工艺应用 (40)8.3 市场需求与挑战分析 (41)一、LED灯具概述LED灯具是一种利用半导体材料发光的照明设备,其工作原理基于当电流通过LED芯片时,光子能量被材料中的电子吸收并跃迁至更高的能级,进而以光的形式释放出来。
由于LED光源具有高效、环保、寿命长以及响应速度快等优点,其在现代照明领域得到了广泛的应用和快速的发展。
LED灯具的设计多样,可以根据不同的需求和用途进行定制,包括功率大小、颜色温度、显色指数、光束方向等参数。
LED灯具还具备智能控制功能,通过与传感器和控制器等设备的结合,可以实现自动调节亮度、定时开关、远程控制等智能化操作。
随着技术的不断进步,LED灯具的成本逐渐降低,产品性能不断提升,其在全球照明市场的地位也越来越重要。
LED入门培训资料一、LED 简介LED 即发光二极管,是一种能够将电能转化为光能的半导体器件。
它具有节能、环保、寿命长、体积小、响应速度快等诸多优点,在照明、显示、指示等领域得到了广泛的应用。
LED 的核心部分是一个由半导体材料制成的芯片,芯片的两端分别连接着正负极。
当电流通过芯片时,电子和空穴在半导体材料中复合,释放出能量,从而产生光。
二、LED 的工作原理LED 的工作原理基于半导体的特性。
在半导体材料中,存在着导带和价带。
当施加正向电压时,电子从价带跃迁到导带,与空穴复合,释放出光子。
这个过程中,半导体材料的能带结构和杂质浓度等因素决定了 LED 发出光的波长和颜色。
不同的半导体材料可以制造出不同颜色的 LED。
例如,氮化镓(GaN)材料常用于制造蓝光和绿光 LED,而砷化镓(GaAs)材料则常用于制造红光 LED。
通过对材料的组合和掺杂,可以实现更丰富的色彩。
三、LED 的优点1、节能高效LED 具有极高的电光转换效率,相比传统的白炽灯和荧光灯,能够节省大量的电能。
2、长寿命LED 的使用寿命可达数万小时,远远超过传统照明灯具。
3、环保LED 不含汞等有害物质,对环境友好。
4、快速响应LED 的响应时间极短,可以实现高频闪烁和快速开关。
5、体积小、坚固耐用LED 体积小、重量轻,不易损坏,适应各种恶劣环境。
四、LED 的分类1、按颜色分类可分为单色 LED(如红、绿、蓝、白等)和多色 LED(如 RGB 三色 LED)。
2、按功率分类分为小功率 LED(一般在 006W 以下)、中功率 LED(006W 05W)和大功率 LED(05W 以上)。
3、按封装形式分类常见的有直插式、贴片式、COB 封装等。
五、LED 的应用领域1、照明领域LED 已逐渐成为室内外照明的主流,如家庭照明、商业照明、道路照明等。
2、显示领域广泛应用于显示屏,如户外大屏幕、手机屏幕、电脑显示器等。
3、指示领域用于各种指示灯,如交通信号灯、汽车指示灯、电器指示灯等。