led发光原理led发光原理图

LED的基本结构是电致发光半导体模块，该模块封装在环氧树脂中，该环氧树脂通过引脚用作正负电极并对其进行支撑. 它主要由PN结芯片，电极和光学系统组成.

实际上，LED是发光二极管. 发光过程包括三个部分: 正向偏压下的载流子注入，复合辐射和光能传输. 微小的半导体晶圆被封装在干净的环氧树脂中. 当电子通过晶片时，带负电的电子移动并与带正电的空穴区域重新结合，并且电子和空穴在生成光子时消失. 电子与空穴之间的能量（带隙）越大，产生的光子的能量越高. 光子能量又对应于光的颜色. 在可见光谱中，蓝色和紫色的光携带最多的能量，橙色和红色的光携带最少的能量. 由于不同的材料具有不同的带隙，因此可以发出不同颜色的光.

LED光源的主流将是高亮度白光LED. 目前，已经商业化的白光LED主要是两个波长，即，将蓝色单晶芯片与YAG荧光粉混合以产生白光. 将来，三波长白光LED前景更好. 也就是说，无机紫外线芯片加上红色，蓝色和绿色的荧光粉可用于产生白光. 它将取代荧光灯，紧凑型节能荧光灯和LED背光.

LED如何发光

如上所述，LED的原理以及我们常用的白炽灯钨丝发光和节能灯三色碳粉发光均采用电场发光. LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的芯片. P型半导体和N型半导体之间的过渡层就是我们通常所说的P-N结.

PN结

当组合P型半导体和N型半导体时，由于界面处载流子浓度的差异，电子和空穴将从高浓度区域扩散到低浓度区域. 我们知道电子和空穴都带电，并且由于它们的扩散，P和N区域的原始中性被破坏了. 这样，P区中的空穴失去了不能移动的负离子，而N区失去了电子，留下了不能移动的正离子. 这些不动的带电粒子是空间电荷. 当空间电荷集中在P区和N区之间的界面附近时，会形成一个薄的空间电荷区，即P-N结.

P区域的侧面带有负电荷，N区域带有正电荷，因此从N到P的电场出现在空间电荷区域. 该电场是由载流子的扩散运动而不是外部电压形成的. 这是内部电场. 由于内部电场，P-N结处于动态平衡状态.

当我们给P-N结施加正向电压时，它将改变P-N结的动态平衡. 当注入的少数载流子（次要载流子）和多数载流子（多载流子）复合时，多余的能量以光的形式释放，从而将电能直接转换为光能. 如果向PN结施加反向电压，则难以注入少数载流子（次要载流子），因此它们不会发光.

使用注入电致发光原理制成的二极管通常被称为发光二极管或LED. 当在LED两端施加正向电压，并且电流从LED的阳极流向阴极时，半导体晶体会发出从紫外线到红外线不同颜色的光. 通过调节电流，可以调节光的强度.

可以通过改变电流来改变颜色，从而通过调整材料的能带结构和能带隙，可以发出多种颜色的光.

LED光源的基本特性主要包括以下五点:

1. 发光效率高

经过数十年的技术改进，LED的发光效率得到了极大的提高. 白炽灯和卤钨钨灯的照明效果为12-24流明/瓦，荧光灯为50-70流明/瓦，钠灯为90-140流明/瓦led发光原理图，大部分功耗成为热损失. 改进后的LED光效率将达到50-200流明/瓦，并且其光单色性好，光谱窄，并且可以直接发射彩色可见光而无需过滤. 目前，世界上所有国家都在加紧努力，以提高LED的光效率，其发光效率将在不久的将来进一步提高.

2. 低功耗

LED单管功率为0.03〜0.06瓦，采用直流驱动，单管驱动电压为1.5〜3.5伏，电流为15〜18 mA，响应速度快，可以在高频下工作. 在相同的照明效果的情况下，功耗是白炽灯泡的八分之一和荧光灯管的一半. 日本估计，如果使用效率是荧光灯两倍的LED来代替白炽灯和荧光灯的一半. 每年可以节省60亿升原油. 在桥式护栏灯的情况下，具有相同效果的荧光灯超过40瓦，而每个LED的功率仅为8瓦，并且可以进行彩色更改.

3. 使用寿命长

电子光场辐射光，灯丝发射的光容易燃烧，热沉积，光衰减等缺点. LED灯体积小，重量轻，并用环氧树脂封装，可以承受高强度的机械冲击和振动，并且不易损坏. 平均寿命为100,000小时. LED灯的使用寿命可以达到5到10年，可以大大降低灯的维护成本，避免频繁更换灯的痛苦.

4. 强大的安全性和可靠性

低热值，无热辐射，冷光源，触摸安全: 可准确控制光的类型和发光角度，色泽柔和led发光原理图，无眩光；不含汞，钠和其他可能危害健康的物质. 内置的微处理系统可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术的结合.

5. 环保

LED是一种全固态发光体，具有抗冲击和抗冲击的特性，并且不易破裂. 废物可以被回收而没有污染. 光源体积小，可以随意组合. 可以很容易地将其开发成轻薄，短尺寸的照明产品，并且易于安装和维护.

LED发光一

LED发光II

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