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1、发光二极管灯基础知识，2010年4月14日，1。什么是发光二极管灯？发光二极管是英文发光二极管的缩写，即光激发二极管，属于半导体元件。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的芯片。在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在一些半导体材料的PN结中，当注入的少数载流子与多数载流子复合时，多余的能量将以光的形式释放，从而直接将电能转换成光能。当反向电压施加到PN结时，很难注入少数载流子，因此它不发光。这种利用注入电致发光原理制成的二极管称为发光二极管，俗称发光二极管。当处于正向工作状态(即两端加直流电压)时，当电流从发光二极管的阳极流向阴极时，半导体晶体发出从紫外到红外

2、不同颜色的光，光的强度与电流有关。例如，发光二极管就像一个汉堡包。发光材料是夹层中的“肉饼”，上下电极是夹着肉的面包。2.发光二极管光源的优点：1 .发光二极管的结构中没有玻璃外壳，因此不需要像白炽灯或荧光灯那样对灯管内的特定气体抽真空或冲洗，因此具有良好的抗震和抗冲击性，给生产、运输和使用的各个环节带来方便；2.发光二极管元件的体积可以做得很小，这更便于各种设备的布局和设计。3.3发出的光的能量集中。发光二极管非常高，它集中在一个小波长窗口，并具有高纯度。4.4的使用寿命。发光二极管元件很长，一般在50，000到100，000小时之间，即使频繁切换也不会影响使用寿命。(普通白炽灯的使用寿命只

3、有1000小时，普通节能灯的使用寿命只有8000小时。)5 .5的响应时间。发光二极管速度非常快，达到微秒级。6.发光二极管具有很强的发光方向性，其亮度衰减远远低于传统光源。发光二极管光源7的优点。高效节能：千小时只消耗几千瓦时(普通60W白炽灯17小时消耗1千瓦时，普通10W节能灯100小时消耗1千瓦时)。健康：健康的灯光不含紫外线和红外线，也不产生辐射(普通的灯光含有紫外线和红外线)9。绿色环保：不含汞、氙等有害元素，有利于回收利用。此外，它不会产生电磁干扰(普通灯具含有汞、铅等元素，节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰)。10.保护视力：DC驱动，无频闪(普通灯具都是交流驱动，必然会产生频

4、闪)。11.高光效：低热，90%的电能转化为可见光(普通白炽灯80%的电能转化为热能，只有20%的电能转化为光能)(低压直流电可以驱动LED，对使用环境要求较低。)13。市场潜力巨大：低压直流电源、电池和太阳能电源，用于偏远山区和户外照明等缺电和缺电的地方。第三，发光二极管照明技术的发展，当发光二极管刚刚出现时，其发光颜色和效率都比较低。当时“GaAsP”是主要的发光材料，驱动电流为20mA，只能发出红光，发光效率仅为0.1流明/瓦，亮度只能满足一些仪器和电器的指示，没有得到广泛的应用和重视。在20世纪70年代中期，随着元素In和n的引入，LED可以发出波长为555 nm的绿光、波长为590

5、nm的黄光和波长为610 nm的橙光，发光效率也提高到1流明/瓦。20世纪80年代初，采用砷化镓的发光二极管光源再次出现，使得红色发光二极管的光效达到10流明/瓦。20世纪90年代，两种新材料能发出红光和黄光的GaAlInP和能发出绿光和蓝光的GaInN被成功研制出来，极大地提高了发光效率4.发光二极管的分类：1 .分为红色、橙色、绿色(细分为黄绿色、标准绿色和纯绿色)、蓝光等。此外，一些发光二极管包含两种或三种颜色的芯片。根据发光二极管是否掺杂有散射剂，有色或无色，各种颜色的发光二极管可以分为四种类型：有色透明、无色透明、有色散射和无色散射。散射发光二极管，可用作指示灯。2.根据发光二极管的

6、结构，有全环氧树脂封装、金属基环氧树脂封装、陶瓷基环氧树脂封装和玻璃封装。4.发光二极管的分类；3.根据发光管发光面的特点，分为圆形灯、方形灯、矩形灯、面发光管、侧发光管、表面贴装用微管等。圆形灯分为直径2毫米、4.4毫米、5毫米、8毫米、10毫米和20毫米。在国外，3毫米的发光二极管通常被记录为t1；将5毫米标记为T-1(3/4)；将4.4毫米标记为T-1(1/4)。圆形发光强度的角度分布可以从半值角度来估计。从发光强度的角度分布图来看，有三种类型：(1)高方向性。一般来说，它是尖的环氧树脂封装或带有金属反射腔而没有散射剂的封装。半角值为5 # 176；20 # 176；或者更小，具有高方向

7、性，可以用作局部照明光源，或者可以与光学检测器结合形成自动检测系统。(2)标准类型。通常用作指示灯，其半值角为20 # 176；45 # 176；(3)散射型。这是一个大视角的指示灯，半值角度为45 # 176；90 # 176；或者更多，散射剂的量更大。5.发光二极管的颜色和技术不同的材料可以产生不同能量的光子，从而控制发光二极管发出的光的波长，即光谱或颜色。历史上第一个发光二极管使用的材料是砷化镓(ga)，其正向PN结压降(VF，可理解为照明或工作电压)为1.424伏，发射光为红外光谱。另一种常用的发光二极管材料是磷化镓，它的正向PN结电压降为2.261伏，并发出绿光。在这两种材料的基础上

8、，早期的发光二极管工业使用砷化镓-砷化镓材料结构，理论上可以生产从红外光到绿光的任何波长的发光二极管。下标x代表磷取代砷的百分比。一般来说，发光二极管的波长颜色可以由PN结的压降决定。典型的有砷化镓0.6P0.4红色发光二极管、砷化镓0.35P0.65橙色发光二极管、砷化镓0.14P0.86黄色发光二极管等。因为镓、砷和磷被用于制造，这些发光二极管通常被称为三元发光管。氮化镓的蓝色发光二极管、GaP的绿色发光二极管和GaAs的红外发光二极管被称为二元发光管。目前最新的技术是由铝镓氮四元材料与铝、钙、铟和氮四种元素混合而成的四元发光二极管，可以覆盖全部可见光和部分紫外光光谱范围。第六，发光强度，

9、发光强度是以勒克斯、流明和发光强度来衡量的(以前，它指的是直径为2.2厘米、质量为75.5克的鲸油蜡烛，每小时燃烧7.78克，火焰高度为4.5厘米，其发光强度沿水平方向变化。)1L(流明)是指在距离为1厘米、面积为1平方厘米的平面上照射的1支CD蜡烛的光通量。1勒克斯(Lux)是指1L光通量均匀分布在1平方米区域内的照明。一般来说，主动光源采用发光强度单位为烛光的光盘，如白炽灯和发光二极管；反射或穿透物体使用光通量单位流明，如液晶投影仪；照度单位Lux通常用于摄影和其他领域。六.发光强度。单个发光二极管的发光强度为光盘，并配有视角参数。发光强度与发光二极管的颜色无关。单个灯管的发光强度从几毫达

10、西到五千毫达西不等。发光二极管制造商给出的发光强度是指当发光二极管以20mA电流点亮时，完美角度和中心的发光强度最高的点。顶部透镜的形状和发光二极管芯片相对于顶部透镜的位置决定了发光二极管的视角和光强分布。一般来说，同一个发光二极管的视角越大，最大发光强度越小，但整个三维半球的累积光通量保持不变。当多个发光二极管紧密且规则地排列时，它们的发光球体彼此重叠，导致发光强度在整个发光平面中均匀分布。在计算显示屏的发光强度时，需要根据发光二极管的视角和发光二极管的发射密度，将制造商提供的最大点发光强度值乘以3090，作为单管的平均发光强度。7.另外，发光二极管通常具有较长的发光寿命，制造商通常将其标记为超过100，000小时。实际上，还应该注意发光二极管的亮度衰减周期。例如，大多数用于汽车尾灯的UR红色灯管打开十到几十个小时后，亮度只有原来的一半。亮度衰减周期与发光二极管生产的材料技术有很大关系。一般来说，在经济条件允许的情况下，应该选择亮度衰减慢的四元件发光二极管。配色和白平衡：根据亮度比例，白色是红、绿、蓝的混合物。当绿色亮度为69%，红色亮度为21，