２０１１年第五期总第５８期月刊 Ｎｏ．５，２０１１ ｍｏｎｔｈｌｙ Ｎｏ．５８
ｐ—Ｎ结的基本知识
ＬＥＤ；｝；口识（二）
施克孝 （中广国际建筑设计研究院，北京１０００３４）
【摘 要】介绍了Ｐ—Ｎ结的基本知识。 【关键词】硅原子；半导体；Ｐ型半导体；Ｎ型半导体；Ｐ－Ｎ￥￣ 文章编号：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７４．８２３９．２０１１．０５．００５
Ｂａｓｉｃ Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｏｆ ＰＮ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ
Ｐａｒｔ Ｊｌ Ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ＬＥＤ
ＳＨＩ Ｋｅ—ｘｉａｏ （ＣＲＴＶＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００３４，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｂａｓｉｃ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｏｆＰＮｊｕｎｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． ［Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ］ｓｉｌｉｃｏｎ ａｔｏｍ；ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；Ｐ ｔｙｐｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；Ｎ ｔｙｐｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ＰＮ ｊｕｎｃｔｉｏｎ
掌握好Ｐ－Ｎ结的基本知识，有助于学习ＬＥＤ灯具与半导
体电路的其他知识。 大家知道，人们通常把导电性能好的金属材料如金、
银、铜、铝、铁、锡等称为导体，而把导电性能差的材料
如金刚石、琥珀、陶瓷、橡胶、聚氯乙烯等叫绝缘体，把 导电性能介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体材料。
与金属和绝缘材料相比，半导体材料的发现是最晚的，直
到２０世纪３Ｏ年代，材料的提纯技术改进以后（材料提纯到 ９９．９９９９９９９％的纯度），半导体的存在才真正被学术界认
可。 半导体材料分为元素半导体（硅、锗、硒、硼、锑
等）、化合物半导体（碳化硅、砷化镓、磷化铟等）、无
定形半导体（氧化物玻璃、非氧化物玻璃）、有机半导体
（萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁等）等。半导体器件是由半导 体材料制成的，ＬＥＤ、光电二极管、整流二极管、功率三极
LED模组基础知识
LED模组就是把LED（发光二极管）按一定规则排列在一起再封装起来,加上一些防水处理组成的产品。
吴鉴鹰单片机开发板，学习单片机必备
LED模组是LED产品中应用比较广的产品，在结构方面和电子方面也存在很大的差异.简单的就是用一个装有LED的线路板和外壳就成了一个LED模组，复
杂的就加上一些控制，恒流源和相关的散热处理使LED寿命和发光强度更好。主要用于展示广告字体（压克力、吸塑）和标识的夜间效果，它以文字或标识为媒介，安装在楼宇顶部或墙面，既能表现标识白天效果,又能利用LED作为发光光
源，在夜间表现出另外一种效果，再配以LED照明应用控制系统，对文字或标
识进行动态视频控制，在一些娱乐气氛较浓的场所，LED光源模组已经成了企业
展示自我形象的最重要的选择之一现在我们主要对LED模组的参数进行一个详细的说明：（1）颜色这是一基本的参数，不同颜色应用在不同的场合。按颜色种类可以分为单色、七彩、全彩单点控制三种。单色就是单种颜色，不能改变。接上电源就可以工作了。七彩就是整个一串模组只能同一种色，不能实现单个模组不同的色，简单的来讲就是只能所有的模组在同一时候只能实现同一颜色，不同的时间可以七种颜色之间变化。全彩单点就是可以控制到每一个模组的颜色，在模组的数量达到一定程度的时候可以实现显示图片和视频的效果。七彩和全彩单点要加上控制系统才能实现效果，我们在控制系统章节中详细介绍控制系统选择和应用。
（2）电压
这是一个很重要的参数，目前12V的低压模组是比较普遍的。在连接电源和控
制系统的时候一定要检查电压值的正确性，才能通电，否则就会损坏LED模组。
（3）工作温度
就是说LED正常工作的温度。通常情况在-20℃～+60℃之间，如果要求范围比较高的场合就要进行特殊的处理。
（4）发光角度
没有带透镜的LED模组发光角度主要由LED来决定,LED的不同发光角度也不
同，一般以厂家提供的LED的发光角度为LED模组的角度。
LED封装基本知识
LED（发光二极管）封装是指发光芯片的封装，相比集成电路封装有较大不同。LED的封装不仅要求能够保护灯芯，而且还要能够透光，所以LED的封装对封装材料有特殊的要求。
封装简介
LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的，但却有很大的特殊性。一般情况下，分立器件的管芯被密封在封装体内，封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出电信号，保护管芯正常工作，输出：可见光的功，既有电参数，又有光参数的设计及技术要求，无法简单地将分立器件的封装用于LED。
自上世纪九十年代以来，LED芯片及材料制作技术的研发取得多项突破，透明衬底梯形结构、纹理表面结构、芯片倒装结构，商品化的超高亮度（1cd以上）红、橙、黄、绿、蓝的LED产品相继问市，2000年开始在低、中光通量的特殊照明中获得应用。LED的上、中游产业受到前所未有的重视，进一步推动下游的封装技术及产业发展，采用不同封装结构形式与尺寸，不同发光颜色的管芯及其双色、或三色组合方式，可生产出多种系列，品种、规格的产品。
技术原理
大功率LED封装由于结构和工艺复杂，并直接影响到LED的使用性能和寿命，特别是大功率白光LED封装更是研究热点中的热点。LED封装的功能主要包括：1.机械保护，以提高可靠性；2.加强散热，以降低芯片结温，提高LED性能；3.光学控制，提高出光效率，优化光束分布；4.供电管理，包括交流/直流转变，以及电源控制等。
LED封装方法、材料、结构和工艺的选择主要由芯片结构、光电/机械特性、具体应用和成本等因素决定。经过40多年的发展，LED封装先后经历了支架式（Lamp LED）、贴片式（SMD LED）、功率型LED（Power LED）等发展阶段。随着芯片功率的增大，特别是固态照明技术发展的需求，对LED封装的光学、热学、电学和机械结构等提出了新的、更高的要求。为了有效地降低封装热阻，提高出光效率，必须采用全新的技术思路来进行封装设计。
色度学的基本知识
色度学是研究人的颜色视觉规律，颜色测量理论与技术的科学，是物理光学，视觉生理，视觉心理等科学为基础的综合性科学。彩色电视技术中的色度学是研究自然界景物的颜色，如何在彩色电视系统中分解，传输，并在彩色电视机屏幕上正确的复显出来。
名词解释：
同色异谱：也就是说一定的光谱分布表现为一定的颜色，但同一种颜色可以有不同的光谱分布合成。彩色电视机的颜色复显技术正是利用同色异谱概念，在颜色复显过程中，不是重复原来景物的光谱分布，而是利用几种规格化的光源进行配制。以求在色感上得到等效效果。如在彩电的复显中用的是R，G，B三基色光谱（因为R，G，B三基色可以混合出自然界中绝大多数颜色）的合成来复显原来景物的颜色。
绝对黑体：是指在辐射作用下既不反射也不透射，而能把落在它上面的辐射全部吸收的物体。当绝对黑体被加热时，就会发射一定的光谱，这些光谱表现为特定的颜色。
色温：当绝对黑体发射出与某一光源相同特性的光时，绝对黑体所必须保持的温度，便叫某光源的“色温”。
1931CIE-XYZ计色系统
现代色度学采用CIE（国际照明委员会）所规定的一套色测量原理，数据和计算方法，称为CIE标准色度学系统。
白色可分为好多种，有偏红的白色（暖白色），偏蓝的白色（冷白色）等。在彩色电视系统中，为了分解，重现彩色图象，通常也要选择一种白色作为分解，重现颜色的基准白。为了清楚的描述不同的白色，通常把1931CIE-XYZ图中把白色用色度坐标（x，y）来表示，也可以用相关色温和最小分辨的颜色差来表示。图中斜竖线称为布朗克轨迹等色温线，与其垂直的斜线称为最小可分辨的颜色差（Minimum Perceptible Colour
Difference，简称MPCD），MPCD为零的斜竖线称为黑体（Black body）轨迹，又称布朗克轨迹。布朗克轨迹上各点呈现的白色代表了绝对黑体在不同绝对温度下呈现的白色（从6000—20000K），竖斜线与布朗克轨迹相交的各点，均称为相应竖斜线上的点所表征的白色的相关色温点，与布朗克轨迹相交的斜线称为等相关色温线。
