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LED基础知识

LED(LightEmittingDiode),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。

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LED的组成

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。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的特点

LED的特点非常明显，寿命长、九效高、无辐射与低功耗。LED的光谱几

乎全部集中于可见光频段，其发光效率可超过1501m/W(2010年)。将LED

与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比，结果显示：普通

白炽灯的光效为12加/队寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为601m/W,

寿命小于8000小时，T5荧光灯则为961m/W,寿命大约为10000小时，而

直径为5毫米的臼光LED光效理论上可以超过1501m/W,寿命可大于100000

小时。有人还预测，未来的LED寿命上限将无穷大。

功率划分

大功率，一般指大于0.65W,这一点不同公司内部也会有不同的标准，

因为目前在大功率LED领域还没有形成大家一致认可的行业标准。小功率

一般是0.06W左右的。现在皿王也一般是月小功率用的，光散不散，取

决于LED的发光角度，有大角度小角度之分，小角度不散，大角度才散。

光通量(1m)

由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度，我们不能直接用光源的

辐射功率或辐射通量来衡量光能量，必须采用以人眼对光的感觉量为基准

的单位----光通量来衡量。光通量用符号中表示，单位为流明(Im)o

发光强度(cd)

光通量是说明某一光源向四周空间发射出的总光能量。不同光源发出的光

通量在空间的分布是不同的。发光强度的单位为坎德拉，符号为cd,它表

示光源在某单位球面度立体角(该物体表面对点光源形成的角)内发射出的

光通量。1cd=1lm/1sr(sr：立体角的球面度单位)。

亮度(cd/m2)

亮度是表示眼睛从某一方向所看到物体发射光的强度。单位为坎德拉/平方

米[cd/m2],符号为L,表明发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光

通量，它等于1平方米表面上发出1坎德拉的发光强度。

LED的亮度跟LED的发光角度有必然关系的，LED的角度越小它的亮度越高，

如果是5MM的LED180度角的白光的亮度只有几百MCD,如果是15度角的亮

度就要去到一万多两万MCD的亮度了，亮度相差好几十倍了，如果是用于照

明用的，在户外最好是用大功率的LED了，亮度就更高了，单个功率有

1W,3W,5W,还有的是用多个大功率组合成一个大功率的LED,功率去到几百

都有，色温和亮度没关系，而亮度和流明值有关。

色温(ColorTemperature)

当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的

温度就称为该光源的色温，用绝对温度K(开尔文，开氏度=摄氏度+

273.15)表示。

显色性（Colorrenderingproperty）

光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。通常叫做〃显色指数〃（Ra）。

显色性是指事物的真实颜色（其自身的色泽）与某一标准光源下所显示的

颜色关系。Ra值的确定，是将DIN6169标准中定义的8种测试颜色在标准

光源和被测试光源下做比较，色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。

Ra值为100的光源表示，事物在其灯光下显示出来的颜色与在标准光源下

一致。

LED的重要参数释疑

1.正向工作电流If：

它是指发光二极体正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需

要选择IF在0.6・IFm以下。

2.正向_L作电压VE：

参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在

IF=20mA时测得的。发光二极体正向工作电压VF在1.4-3V。在外界温度

升高时，VF将下降。

3.V-I特性：

发光二极体的电压与电流的关系，在正向电压正小于某一值（叫阈值）

时，电流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，

发光。

4.发光强度IV：

发光二极体的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）

方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为（1/683）TV/sr时，则发光1

坎德拉（符号为cd）。由于一般LED的发光二强度小，所以发光强度常用烛

光（坎德拉，med）作单位。

5.LED的发光角度:

-90°-+90°

6.光谱半宽度AX：

它表示发光管的光谱纯度。

7.半值角01/2和视角:

3、LED的正常工作电流为20mA,电压的微小波动（如0.IV）都将引起电流

的大幅度波动（10%-l5%）o因此，在电路设计时应根据LED的压降配对不

同的限流电阻，以保证LED处于最佳工1吐查。电流过大，LED会缩短寿命，

电流过小，达不到所需光强。一般在批量供货时会将LED分光分色，即同

一包产品里的LED光强、电压、光色都是的，并在分光色表上注明。

LED分类

1、按发光管发光颜色分

按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和

纯绿）、蓝光等另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。

根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜

色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种

类型。散射型发光二极管适合于做指示灯用。

2、按发光管出光面特征分

按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面

安装用微型管等。圆形灯按直径分为2mm><i）4.4mm、65mm、68mm、4）10mm

及620mm等。国外通常把63mm的发光二极管记作TT；把05mm的记作

T-1（3/4）；把64.4mm的记作TT（1/4）。

由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。

从发光强度角分布图来分有三类：

（1）高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散

射剂。半值角为5。〜20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源

用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。

（2）标准型。通常作指示灯用，其半值角为20°〜45°。

（3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为45°〜90°或更大，散射

剂的量较大。

3、按发光二极管的结构分

按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座

环氧封装及玻璃封装等结构。

4、按发光强度和工作电流分