发光二极管原理（发光二极管的工作原理）

发光二极管原理(发光二极管工作原理)

发光二极管简称为发光二极管。由镓(Ga)、砷(AS)和磷(P)的化合物制成的二极管，当电子与空空穴结合时，可以发出可见光，因此可以用作发光二极管、电路和仪器中的指示灯，或者用作文本或数字显示器。磷化镓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。它是一种能将电能转化为光能的半导体二极管。常缩写为LED。发光二极管主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。当向电极施加正向偏压时，从P区注入到N区空空穴和从N区注入到P区的电子在PN结附近几微米内与N区的电子和P区的空空穴分离并重新结合。当不平衡的少数载流子和多数载流子重新组合时，多余的能量将以辐射光子的形式转化为光能。发光过程包括三个部分:正向偏置下的载流子注入、复合辐射和光能传输。不同的半导体材料具有不同的电子和空空穴能态。当电子与空空穴复合时，释放的能量是不同的。释放的能量越多，发射光的波长就越短。常用的有红色、绿色或黄色发光二极管。

二极管重要的是依靠载流子的不断运动发光，不存在老化和烧毁的现象。其特殊的发光机制决定了其发光寿命长达5-10万小时。

不同颜色的发光二极管正向工作电压不同。正常情况下，在20MA的恒流刻度条件下:

1.红、黄绿、草绿、黄、橙、琥珀色的工作电压在1.8-2.4V之间；

2.蓝色、绿松石色、粉色、紫色和白色的工作电压在2.8-3.4V之间

根据客户的应用要求，火焰分色工艺后，LED将以0.1-0.2V的步长应用。此外，与小白炽灯泡和霓虹灯相比，LED具有工作电压低、工作电流小、抗冲击和耐冲击性好、可靠性高、使用寿命长、节能环保等优点。同时，可以通过调节电流来改变发光强度。

在LED产品中，一个主要的规格号是色温，它与LED照明产品所显示的色彩特性有关，一般灯具也有色温的规格。色温的计量单位是KelvinScale，也就是k，起初凯氏在钢铁厂考察到，当溶解的金属开始达到最高温度时，金属的颜色是不同的，并以数据单位记录下来，然后出现色温的规格表。

1.色温的定义:用绝对温度K表示，即当刻度黑体受热时，黑体的颜色开始由暗红色-浅红色-橙色-黄色-白色-蓝色逐渐变化。当某个光源的颜色和黑体的颜色同时出现时，我们称黑体的绝对温度为光源的色温。

二、不同光源下的色温:以下为普通照明灯采用的色温卤素灯3000k钨灯2700k高压钠灯技术资源网络1950-2250k烛光2000k金属卤化物灯4000-4600k冷荧光灯4000-5000k高压汞灯3450-3750k暖荧光灯2500-3000k清亮空8000-8000

三、不同色温下的光色:1。低色温:色温在3300K以下，浅色偏红，给人温暖的感觉；有庄严的气氛，温暖的感觉；当低色温的光源照射时，可以使红色更亮。2.中等色温:色温在3000-6000 K中间，人在这种色调下没有特别的视觉和心理效果，感觉直白；所以被称为“中性”色温。用中温光源照射时，蓝色有一种清凉的感觉。3.高色温:色温超过6000K，浅色偏蓝，给人一种酷酷的感觉。当被高色温光源照射时，物体会感到寒冷。

一、兆字节芯片

根据联合LED的正向导通电压和工作电流，可以计算出限流电阻的阻值，通过焊接限流电阻，使LED在限流的情况下正常工作。发光二极管限流电阻的计算方法如下:

r(限流电阻)= (E(电源电压)-VF(LED正向压降))/IF(LED工作电流)

LED的压降由芯片固定。在20mA电流条件下，常用发光颜色的正向导通压降分离如下:红色压降:1.8-2.4V黄绿色压降:1.8-2.4V黄色压降:1.8-2.4V橙色压降:1.8-2.4V蓝色压降:2.8-3.6V祖母绿压降:2.8-2.8。

常见发光二极管芯片的特点:

一、兆字节芯片

定义:金属键合芯片；这个芯片属于UEC的专利产品。

特点:1。采用高散热系数材料——SI为衬底，易于散热。

2.晶圆键合外延层和衬底通过金属层，同时反射光子，以避免接收衬底。

3.导电SI衬底代替GAAS衬底导热性能好(导热系数相差3-4倍)，更适合大驱动电流。

4.底部金属反射层有利于提升发光度和散热。

5.尺寸可以放大，用于高功率类别，电流变:42兆

第二，国标芯片

定义:GLUE BONDING芯片；这个芯片属于UEC的专利产品。

特点:1。透明蓝宝石衬底替代吸光GAAS衬底，其光输出功率是传统AS(可吸收结构)芯片的两倍以上，蓝宝石衬底类似于ts芯片的GAP衬底。

2.芯片四面发光，有一个奇妙的图案。

3.亮度方面，其整体亮度已经超过ts芯片的标准(8.6mil)

4.双技术资源网络的电极结构及其耐高温电流性能略差于ts单电极芯片。

第三，TS芯片

定义:透明结构芯片，属于惠普的专利产品。

特点:1。芯片制造工艺复杂，远高于AS LED。

2.极好的信任

3.透明GAP衬底，不接受光，高亮度

四.自动化芯片

定义:可吸收结构(接收衬底)芯片

特点:1。采用MOVFE工艺制备的四元芯片，比常规芯片更亮。

2.极好的可信度

属于奇普UEC的专利产品