LED知识概述
- 格式:doc
- 大小:69.50 KB
- 文档页数:6
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行业学习知识LED行业作为全球半导体照明领域的重要组成部分,近年来得到了迅猛发展。
随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,LED行业的知识体系也在不断更新。
以下是一些关于LED行业的关键知识点:1. LED技术原理:- LED(发光二极管)是一种半导体材料制成的器件,能够将电能直接转换为光能。
其工作原理基于半导体的PN结,当电流通过时,电子和空穴复合产生光子,从而发光。
2. LED材料与制造:- LED的生产涉及多种半导体材料,如砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)等。
制造过程包括外延生长、芯片加工、封装等多个步骤,每一步都对最终产品的性能有着重要影响。
3. LED产品类型与应用:- LED产品种类繁多,包括LED灯珠、LED灯条、LED显示屏等。
应用领域广泛,从通用照明、景观照明到汽车照明、医疗设备等,LED以其高能效、长寿命和环保特性受到青睐。
4. LED照明技术发展:- 随着技术的发展,LED照明技术不断进步,如COB(Chip on Board)技术、CSP(Chip Scale Package)技术等,这些技术使得LED 照明产品更加高效、紧凑和低成本。
5. LED行业标准与认证:- 为了确保产品质量和安全性,LED产品需要遵循一定的行业标准和认证,如欧盟的CE认证、美国的UL认证等。
6. LED市场趋势与挑战:- 随着全球对节能和环保的重视,LED市场持续增长。
但同时,行业也面临着激烈的市场竞争、技术更新换代快等挑战。
7. LED行业创新与研发:- 创新是LED行业持续发展的动力。
研发新型材料、提高光效、降低成本、开发智能照明解决方案等都是行业研发的重点。
8. LED行业供应链管理:- 由于LED产品的制造涉及多个环节,供应链管理对于保证产品质量和降低成本至关重要。
有效的供应链管理可以提高企业的竞争力。
9. LED行业环境影响与可持续发展:- LED照明相比传统照明方式更加节能,有助于减少碳排放。
LED_百度百科LED百科名片LED英文单词的缩写,主要含义:LED = Light Emitting Diode,发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光;LED = Large Electronic Display,大型电子展示;LED = Lupus erythematosus disseminatus,播散性红斑狼疮,一种慢性、特发性自身免疫病;led是lead的过去式和过去分词,意为“领导,带领”;俄罗斯Pulkovo机场的IATA代码。
本词条主要介绍发光二极管。
目录LED产品和相关小常识组成光通量发光强度亮度色温基本信息LED应用LED照明颜色 LED优点一、体积小二、耗电量低三、使用寿命长四、高亮度、低热量五、环保六、坚固耐用七、多变幻八、技术先进LED 缺点 LED显示技术发展 LED设计理念 LED的发光原理照明用白光LED LED的调光控制运作参数和效率参数测量标准 LED显示屏控制系统LED分类 LED应用于路灯有先天优势和劣势 LED应用的相关产品 LED产品“贵”的三大原因 1.国内企业没有核心技术 2.LED应用产品散热难 3.LED应用电源管理LED驱动电源九大性能特点要求 LED封装技术介绍 LED产业目前面临的一些问题 LED与LED可见光通讯技术 LED的重要参数释疑 LED焊接技术要求及操作注意事项 LED透镜填充硅胶过程LED产业链构成应用范围照明无线传输发展历史 LED照明国家标准LED产品和相关小常识组成LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。
LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,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。
led基础知识培训手册一、LED概述LED,即发光二极管,是一种固态的半导体器件,能够直接将电能转化为光能。
其基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用。
LED的抗震性能好,寿命长,色彩丰富,节能环保。
二、LED的发光原理LED的发光原理是基于半导体材料中的电子和空穴对的复合。
当电流通过LED时,电子和空穴对在半导体材料中相遇并复合,释放出能量,以光的形式表现出来。
LED的发光颜色取决于其使用的半导体材料和制造工艺。
三、LED的应用领域1. 显示器:LED显示器具有高亮度、长寿命、低能耗等优点,广泛应用于各种显示设备,如电视、电脑显示器、手机屏幕等。
2. 照明:LED灯具有高效、节能、环保等优点,广泛应用于室内外照明、舞台灯光等领域。
3. 汽车:LED在汽车领域的应用也越来越广泛,如尾灯、刹车灯、转向灯等。
4. 其他领域:除了以上应用领域,LED还广泛应用于医疗设备、航空航天等领域。
四、LED的优点1. 高效节能:LED的发光效率高,能够将电能直接转化为光能,相比传统光源更加节能。
2. 长寿命:LED的使用寿命长,一般可达数万小时以上,减少了更换灯泡的频率和成本。
3. 环保:LED不含有害物质,对环境无污染。
4. 色彩丰富:LED可以发出各种颜色的光,可以组合成各种色彩和图案。
5. 抗震性能好:由于LED的结构特点,其抗震性能较好,能够在恶劣环境下正常工作。
五、LED的分类1. 按发光颜色分类:LED可以根据发光颜色分为红、绿、蓝、黄等不同颜色的LED。
2. 按芯片尺寸分类:根据芯片尺寸的不同,LED可以分为小功率和大功率两种。
小功率LED一般用于指示和显示,而大功率LED则用于照明和背光等应用。
3. 按封装形式分类:根据封装形式的不同,LED可以分为直插式、表面贴装式、大功率模块式等。
不同的封装形式适用于不同的应用场合。
4. 按波长分类:根据发射波长的不同,LED可以分为可见光、红外线和紫外线等不同类型。
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基础必学知识点
1. LED的全称为“Light Emitting Diode”,即发光二极管。
它是一种能够将电能转化为光能的电子元器件。
2. LED具有节能高效的特点,相较于传统的白炽灯泡或荧光灯,LED 的光效更高,能够有效降低能源消耗。
3. LED的发光原理是通过半导体材料中的电子和空穴的复合释放出能量,进而产生光。
4. LED有不同的发光颜色,包括红、绿、蓝和白等。
这是通过控制半导体材料的组分和结构来实现的。
5. LED的亮度可以通过调节电流大小来控制。
较高的电流能够使LED 更亮,但也会增加能耗和发热。
6. LED的寿命较长,通常能够达到数万小时以上。
这是由于LED没有灯丝和荧光粉等易损部件。
7. LED还具有快速开启、抗震动、体积小等优点,适用于各种不同的应用场景。
8. LED可以用作指示灯、照明灯具、显示屏等各种应用。
在数字显示方面,LED数字管和LED点阵屏是常见的应用形式。
9. LED的工作电压一般在1.5-3.5伏之间,具体取决于不同的颜色和型号。
10. 在电路设计中,通常需要驱动电路来驱动LED工作。
这可以通过限流电阻、电流调节电路或专用的LED驱动器来实现。
需要注意的是,以上是LED基础知识的一般内容,具体的知识点还会涉及到LED的驱动方式、电压兼容性、色温等更加详细的相关知识。
LED知识概述一、引言随着半导体工业的飞速发展,各类新型材料层出不穷。
在过去的100多年里,作为照明技术主体的光源经历了三个重要的发展阶段:白炽灯、荧光灯和卤素灯。
在进入新世纪的时候,什幺将是21世纪的照明新光源?现在,随着InGaAlP、InGaN等薄膜材料的研制取得突破性进展及LED芯片制造加工工艺水平的不断提高,加上超高亮度LED 应用技术的成熟,所有这一切都使半导体照明成为可能。
毫无疑问,21世纪照明新光源是以固体发光材料为核心的发光二极管LED,LED具有发光颜色丰富、功耗低、不发热、光电转换效率、高故而能成为第四代照明光源,有着极其光明的发展前景。
因受全球节能与环保观念以及广大市场商机的影响,世界三大照明厂商:Phillips、GE、Osram相继成立新公司研发生产新的LED照明技术。
LED光源在照明中正逐步得到应用。
99年德国的飞机阅读灯就采用白色LED作为光源。
飞利浦等公司开发出采用白色LED作为光源的路灯,并进行实地实验,取得了良好的效果。
澳大利亚首都堪培拉的一条名为Anzac Parade 的街道已采用了LED作为光源的路灯进行照明。
随着世界各国对控制能源、发展环保政策的重视,LED绿色照明光源在城市美化中作为霓虹灯、建筑装饰、环境绿化照明,在交通管理设施上作为汽车的转向灯、高位制动灯和其它尾灯;在公路的发光标志和十字路口的红绿黄状态灯等方面都将会得到广泛的应用,现在LED应用技术已进入了一个重大的发展时期,并将以越来越快的速度在更加广泛的领域展示其在未来照明领域的领导地位。
LED作为光源替代传统的照明方式,有着重要的发展意义:首先,由于LED光源的尺寸要比白炽灯和汞灯的尺寸小许多,所以我们可以设计出比传统光源面积更小,亮度更高的照明工具,这意味着轮廓照明、隐藏照明成为可能。
其次,LED有着长达10万小时的使用寿命,如果以每天工作10小时计算,LED照明灯可以维持27年之久,再次,LED有着较高的发光效率,它比白炽灯、荧光灯等许多照明光源都要节能,随着技术的进步,它的发光效率还会提高,最后由于LED灯是基于半导体固体发光技术,它不象荧光灯含有水银,因而它的长寿命也使得它避免了浪费和废品处理等问题,保护了环境,是一种真正意义上的绿色照明光源。
随着城市亮光工程的不断发展,目前在城市人行道、市民广场、公共绿地等地方均安装有各型各色的地下照明灯,它对点缀我们城市美丽的风景起到了不可磨灭的作用,并且随着城市规模的不断发展、人们对居住环境要求的不断提高,市场对地坪灯的需求将会热来热大。
由于利用了LED尺寸小的特点,使得我们设计开发出LED地坪灯可以不受安装位置和尺寸的限制,在实际应用中比荧光灯、卤素灯有更广阔的发展空间。
LED具有寿命长,光衰减小,发光稳定以及由于其是冷光则可以很安全的安装在易于触摸的地方。
目前我公司研制开发的LED地坪照明灯不仅具有白色或绿色、兰色、红色、红黄及琥珀色等颜色,而且具有较高的光输出,以33mm白色地坪灯为例,每只灯有高达50lm的光输出,而功耗仅为2W,只相当于此亮度荧光灯功耗的20%。
通过继续的努力研发,这个数值还有继续提高的可能。
随着新型LED半导体的芯片的不断推出,通过合理的匹配LED的发光视角与集光光学设计,可以提高照明与显示效果,又可简化结构,最有效的提高LED的性能。
二、LED产品简介1.LED简单知识介绍(请点击超链接查看)2.LED光源的研制成果LED原理是在半导体P-n结处流过正向电流时,能以高的转换效率辐射出200-1550m范围包括紫外、红外和可见光谱,从而形成一个实用的发光组件。
目前可见光(380-780nm)的LED产量以90%的优势占主导地位。
LED以体积小(最小仅几毫米)、寿命长(几万小时)、功耗低(mW)、可靠性高、响应速度快(us级)、易与集成电路配用、可在低电位(几伏电压)下工作及易实现固体化,以及辐射光谱丰富、光效和亮度高等优点,在照明和显示领域引起人们的极大兴趣和重视。
要具体分析LED科研进展,我们可先回顾一下半导体工业的发展历史。
人们一般将Si、Ge称为第一代电子材料,而将GaAs、InP、GaP、InAs、AlAs及其合金等称为第二代电子材料,宽禁带(Eg>2、3eV)半导体材料近年来发展十分迅速,成为第三代电子材料,主要包括SiC、ZnSe、金刚石和CaN等。
宽禁带半导体材料具有禁带宽大,电子漂移饱和速度高介点常数小,导热性能好等优点,非常适于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成电子器件;而利用其特有的禁带宽度,还可制作蓝、绿光和紫外光的发光器件和光探测器件。
再宽禁带半导体材料中,SiC和ZnSe在相当长的一段时间内一直是研究和开发的重点,尽管SiC为间接带隙材料,其蓝色LEDs的发光亮度很低,但SiC蓝光LEDs在CaN蓝光LEDs实现商品化之前仍是唯一的商品化的蓝光LEDs产品;而ZnSe材料由于可实现蓝光LEDs(寿命约为几个小时),更是世界各大公司和研究机构的掌上明珠。
GaN材料由于受到没有合适的单晶衬底材料、位错密度太大、n性本底浓度太高和无法实现P型掺杂等问题的困扰,曾被没有认为是一种希望的材料,因而发展十分缓慢。
进入90年代之后,随着材料生长和器件工艺水平的不断发展和完善,GaN基器件的发展十分迅速,目前已成为宽带隙半导体中一颗十分耀眼的新星。
首先是在蓝、绿光发光器件领域取得重大突破。
1989年,Nichia公司每年投入300多万美元用于开发GaN基蓝光LEDs,并很快结出硕果。
1991年Nichia公司Nakamura等人首先以蓝宝石为衬底,研制成掺Mg的GaN同质结蓝光LEDs,1993年将蓝光发光亮度提高到lcd1995年达到2cd,并于同年实现绿光LEDs商品化,其亮度达到6cd。
1995年11月,在材料研究会(MRS)主办的第一届GaN及其关材料国际学术会议中,Nakamura展示了用于交通信号灯的LEDs,引起全世界的重视。
1997年Nichia公司研制成功连续波工作寿命超过10000h的蓝光LEDs,更引起全世界的关注。
在电子器件领域,UCSB大学研制的GaN,MODFET的施主层厚度仅有20nm,减小了器件的输入电容,使得0.2um栅长器件的fsubT达到50GHz,在10GHz工作下的功率密度为1.7W/mm器件性能超过用其它材料制作的HFET。
南卡罗来纳州大学等以SiC为衬底研制的HFET的跨导体为142mS/mm,室温下的功率耗散为0、6MW/cm ,比以蓝宝石为衬底的同类器件高3倍。
APA光学公司在1998年初推出世界上第一个商品化的GaN基UV探测器系列。
与传统Si探测器相比,GaN探测器在可见光范围内的工作要有效得多,且可在300度的高温环境中工作。
随着蓝、绿光LEDs实现商品化,目前开发GaN器件的焦点更多的集中在实现蓝光LEDs上。
世界各大公司和研究机构都投巨资加入到GaN蓝光LEDs的开发中,力争最迟到2000年实现蓝光LEDs商品化。
随着国内外半导体工业的发展和开拓,新工艺、新技术伴随着发光机制理论的进展也不断取得新成就,各种颜色的超高亮度(20ma、法向光强1000mcd)LED取得突破性进展,并迅速实现产业化。
LED光效较初始产品提高1000倍、达到50lm/W,光色已实现可见光波段的所有颜色,包括白色LED光源的研究已获得可喜的成果和优异的性能,引起科技界和产业界的极大关注,被认为是21世纪最有价值的新光源。
3.LED主要参数与特性3.1 主要参数光通量Φ:发光体每秒所发出的光量的总和。
单位:流明(Lm),表示发光体发光的多少,发光愈多流明愈大。
光强:I:发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量。
单位:坎德拉(cd)。
照度E:发光体照射在被照物体单位面积上的光通量。
单位:劳克斯(Lux)=流明Lm/面积㎡。
亮度L:发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量。
尼脱(mcd)。
光效:电光源将电能转化为光的能力,以发出的光通量除以消耗电量来表示。
单位:每瓦流明(Lm/w)] 平均寿命:指一批灯至50%的数量损坏时的小时数。
单位:小时(H)。
经济寿命:在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况下,其综合光输出减至特定的小时数。
室外的光源为70%,室内的光源为80%。
色温:光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温。
光源色温不同,光色也不同,色温在3300K以下有稳重的气氛,温暖的感觉;色温在3000--5000K为中间色温,有爽快的感觉;色温在5000K以上有冷的感觉。
单位:K。
显色性:光源的显色性是由显色指数来表明,它表示物体在光下颜色比基准光(太阳能)照明时颜色的偏离能较全面反映光源的颜色特性一。
要正确表现物体本来的颜色需要使用显色指数高的光源。
单位:Ra。
色表:是指人眼直接观察光源时所看到的颜色。
街道高压钠灯发出的光既亮且白,但当看到被照射的人的面孔时显表灰色,这说明高压钠灯的色表并不差,但显色性不好!眩光:视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比,则可以造成视觉不舒适称为眩光,眩光是影响照明质量的重要因素。
3.2 LED特性:LED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。
它具备pn结结型器件的电学特性:I-V特性、C-V特性和光学特性:光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。
1、LED电学特性1.1 I-V特性表征LED芯片pn结制备性能主要参数。
LED的I-V特性具有非线性、整流性质:单向导电性,即外加正偏压表现低接触电阻,反之为高接触电阻。
(1) 正向死区:(图oa或oa′段)a点对于V0 为开启电压,当V<Va,外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场,此时R很大;开启电压对于不同LED其值不同,GaAs为1V,红色GaAsP为1.2V,GaP为1.8V,GaN为2.5V。
(2)正向工作区:电流IF与外加电压呈指数关系IF = IS (e qVF/KT –1) -------------------------IS 为反向饱和电流。
V>0时,V>VF的正向工作区IF 随VF指数上升IF = IS e qVF/KT(3)反向死区:V<0时pn结加反偏压V= - VR 时,反向漏电流IR(V= -5V)时,GaP为0V,GaN为10uA。
(4)反向击穿区V<- VR ,VR 称为反向击穿电压;VR 电压对应IR为反向漏电流。
当反向偏压一直增加使V<- VR时,则出现IR突然增加而出现击穿现象。
由于所用化合物材料种类不同,各种LED的反向击穿电压VR 也不同。
1.2 C-V特性鉴于LED的芯片有9×9mil (250×250um),10×10mil,11×11mil (280×280um),12×12mil (300×300um),故pn结面积大小不一,使其结电容(零偏压)C≈n+pf左右。