LED发光的原理 LED发光的原理 双击自动滚屏 【 字体: 大 中 小 】 发布时间：2006-8-3 阅读：1006次 发光二极管是一种将电流顺向通到半导体p-n结处而发光的器件，通常采用双异质结和量子阱结构。1962年GE（General Electric）公司用GaAsP首次将红色LED商品化。最初的红色LED的光通量为0.1lm/W，约是普通灯光的1/150，其发光效率大约每10年提高一个数量级。最近，蓝色、绿色LED已实用化，其发光强度超过AlGaAs类红色LED。这种LED采用氮化物半导体（InGaN混晶）作活性（发光）层的量子阱结构，其发光强度超过10cd，量子效率超过20%。此外，还开发了外部量子效率超过50%的AIInGaP红色LED（630nm）和琥珀--LED（595nm）。InGaN绿色、蓝色LED的量子效率也接近上述值。 坎德拉（cd）是发光强度的单位，用以表示可见光LED发光强度的指标。发光强度I可用光通量Φ和立体角Ω表示。I=dΦ/dΩ[cd]Φ=Km∫V（λ）Pλdλ[lm]其中，Km为在波长555nm范围内的最大可见度（683nm），绿色对人眼是最亮的。V（λ）是在波长为λ时的相对可见度[V(555nm)=1],Pλ为光谱辐射通量。 白色LED是一种由InGaN蓝色LED和荧光体组成的新型LED。在蓝色LED芯片上涂敷荧光体，最后用环氧树脂将芯片周围密封。两种方式（单芯片型和多芯片型）可得到色调效果好（Ra 85）的白光。一是同时点亮红色、绿色、蓝色（R.G.B）或蓝绿色和黄橙色2、3种LED；二是用辐射蓝色或紫外LED作激励光源激励荧光体的方式。第一种方式不仅在LED的驱动电压或发光输出上有缺陷，而且在温度特性或器件寿命上也存在问题，因此距实用化还有一段距离。第二种方式则用一个器件即可，驱动电路，易于
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。有两种激励方式：即（1）用蓝色LED激励发黄光的荧光体。（2）用紫外LED激励R.G.B荧光体。激励荧光体的白色LED照明光源因荧光体组拿来不同可发射白光以外的各种颜色的光，因而可广泛应用于照明。如前所述，每一个LED的光通量（lm）很弱，要作为照明光源必须配置多个LED。而开发LED照明用光源，则必须对包括多个LED集成器件光分布在内的装置系统进行优化设计，经外，研究人员还必须参加半导体发光器件和照明光源的开发及技术交流。预计今后将有各种型号的白色LED问世。然而，现在单芯片型InGaN蓝色LED和YAG荧光体组成的白色LED仅外于产品化阶段。美国LEDtronics公司、Gentex公司正致力于用蓝绿色LED和琥珀色LED开发多芯片型LED光源的研究，但难以实现一样的混色，故很难达到实用化。用R.G.B三基色LED开发了白色LED，现实验室水平的发光效率已超过40lm/W，近几年内可望超过100lm/W。 作为荧光体激励光源的多量子阱（MQW）LED的外部量子效率已提高了20%其温和色调优异。受YAG荧光体寿命影响的白色LED的寿命已超过数万小时。用具有上述优异特性的炮弹型LED在玻璃状环氧基板上以大约7mm间隔串联41个LED，并将17列并联，一共用697个。白色LED装置使用商用电源AC100V，60Hz及全波整流后的稳压电源（电容输入型整流电流）。为减少LED器件的耗电量，整流后电源的波形变动量大峰值电压为143V，最小电压为126V。在此状态下，各LED上施加电压最大约为3.49V，最小约为3.07V时，电流值最大约为17mA，最小为3mA，耗电约为20W。图1为用41个LED组成的照明器具。图2表示了AC100V，120Hz驱动时的发光光谱，该光谱与直流顺向发光光谱特性相一致。用灯座插入方式，距发光面30cm处的光照度约为1200lx，耗电约为1W。无论哪种光源都无需装配冷却装置。
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