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简单地说在一块本征半导体的两边通过不同的掺杂分别做成P 型和N 型半导体。P 型半导体中空穴为多数载流子,N型半导体中电子为多数载流子。由于浓度差,这两种载流子会自发向对方区域扩散。因为空穴带正电,电子带负电,所以两种载流子会在交界面复合,从而在交界面两侧形成一个空间电荷区,其电场方向由N 指向P,这就是PN 节。这个内电场的形成阻碍了多数载流子的扩散运动,因此一定温度下PN 节的尺度是确定的(见图1)。
当PN 节外加正向电压时(P 型半导体接电源正极,N 型半导体接电源负极),外电场与内电场作用,总的效果是削弱内电场,从而空穴和电子可以再向对方区域扩散形成稳定的电流。此时高能态的电子与空穴复合时就把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转化成光能(见图2)。当然在发光二极管的PN 节上加反向电压(P 型半导体接电源负极,N 型半导体接电源正极),由于内电场被加强,所以进一步阻止了多数载流子的扩散运动,电路不能导通就不能发光。
值得注意的是,不是所有的半导体材料都能用来做成发光二极管的,目前用得较多的是GaP(磷化稼),GaAsP(磷砷化稼)等。通常的LED 结构见图3。
参考文献:《LED 原理与应用》 杨先 大众科技 2010 年第12 期
LED(Light Emitting Diode),发光二极管,主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。LED(Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管)是一种能够将电能转化为光能的半导体,它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而采用电场发光。据分析,LED的特点非常明LED灯泡以及灯具图片(19张)显,寿命长、光效高、低辐射与低功耗。白光LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,其发光效率可超过150lm/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12lm/W,寿命小于2000小时,螺旋节能灯的光效为60lm/W,寿命小于8000小时,T5荧光灯则为96lm/W,寿命大约为10000小时,而直径为5毫米的白光LED光效理论上可以超过150lm/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。然而,LED灯的工作原理使得在大功率LED照明行业里散热问题变得非常突出,许多LED照明方案不够重视散热,或者是技术水平有限,所以目前量产的大功率LED灯普遍存在实际使用寿命远远不如理论值,性价比低于传统灯具的尴尬情况。为了提高LED灯具的使用寿命,真正做到适合商业化的量产,LED照明行业正在独立或者和专业的导热材料供应商合作加紧研制新型导热材料,比如导热塑料等等。大功率LED,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。光强与流明比小功率大,但同样散热也很大,现在大功率大多是单颗应用,加上有效散热面积很大的散热片,也出现了集成在一起的LED灯矩阵,但是散热效果不是很好。小功率一般是0.06W左右的。现在LED手电一般是用小功率用的,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。市面上的手电筒一般是用草帽头做的。效果很好。现在就担心有些厂家不重质量,拿的次品LED做电筒,用不了多久就有死灯。LED的亮度是跟LED的发光角度有必然关系的,LED的角度越小它的亮度越高,没有什么超亮不超亮的,那是骗小孩的,如果是质量好的LED不管是哪家LED厂家生产的大家的亮度都差不多的,只是生产工艺不一样,使用寿命略有不同,因为大家用的都是那几家国外的LED芯片.如果是5MM的LED180度角的白光的发光强度只有几百MCD,如果是15度角的光强就要去到一万多两万MCD的了,光强相差好几十倍了,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来看几个相关概念:(1)光通量(lm)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Φ表示,单位为流明(lm)。(2).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。1 cd = 1 lm/1 sr (sr:立体角的球面度单位)。(3).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,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。(4).色温( Color Temperature )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(Color rendering property)原则上,人造光线应与自然光线相同,使人的肉眼能正确辨别事物的颜色,当然,这要根据照明的位置和目的而定。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。本段2.发光原理LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电能转化为光能。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附着 LED灯株在一个支架上,是负极,另一端连接电源的正极,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。 希望对你有用!
LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。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灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。
N型半导体带额外电子,P型半导体带额外“空穴”,电子可以在空穴之间移动,从一个空穴转移到另外一个空穴,那么电子的流动就会产生电流,当有正向电流通过时,电子就会与P区的空穴进行结合,结合的同时释放出能量,这种能量以光子的形式存在。
LED发光二极管特点
1、安全性高:LED灯珠的工作电压一般是2.0-4.0V之间,所以安全性高,即使触电,也没有危险。
2、运用灵活:由于体积很小,所以可以灵活运用,做成各种体积、各种类型的灯。
3、超长寿命:理论上LED的寿命是10万个小时,而白炽灯只有1000个小时,节能荧光灯是8000个小时。
4、低碳环保:不含有害物质,如汞等重金属,所以非常环保,光效高决定了它的低碳节能。
5、高光效性:白炽灯的光效大概15lm/W,节能荧光灯为50-60lm/W,LED为100-120lm/W。
6、光线品质高:光线中无紫外线,对人体健康无害。
扩展资料
发光效率和光通量
发光效率就是光通量与电功率之比,单位一般为lm/W。发光效率代表了光源的节能特性,这是衡量现代光源性能的一个重要指标。
发光强度和光强分布
LED发光强度是表征它在某个方向上的发光强弱,由于LED在不同的空间角度光强相差很多,随之而来我们研究了LED的光强分布特性。这个参数实际意义很大,直接影响到LED显示装置的最小观察角度。
比如体育场馆的LED大型彩色显示屏,如果选用的LED单管分布范围很窄,那么面对显示屏处于较大角度的观众将看到失真的图像。而且交通标志灯也要求较大范围的人能识别。
原理:就是一个发光二极管。
优点:
1、节能、寿命长。
2、适用性好,因单颗LED的体积小,可以做成任何形状。
3、应时间短,是ns(纳秒)级别的应时间,而普通灯具是ms(毫秒)级别的应时间。
4、环保,无有害金属,废弃物容易收。
5、色彩绚丽,发光色彩纯正,光谱范围窄,并能通过红绿蓝三基色混色成七彩或者白光。
缺点:
1、LED灯具在交流电驱动下有频闪现象,频闪会使眼睛容易疲劳。
2、每个led灯泡的光线过亮,会强烈刺激眼睛,不可直视。
3、照射角度有限制,一般只能照射120°
4、照射房间的亮度并不比节能灯出色,因为led只在直视的狭小角度内有高亮度,而偏离该角度后光线迅速减弱。
5、单个LED功率低,为了获得大功率,需要多个并联使用。
英文全称为 Light Emitting Diode,又称发光二极管。它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好。
LED的心脏是一块半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,另一端连接到电源的正极,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,在其中空穴占主导地位;另一端是N型半导体,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。
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灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。
最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的 LED 在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。汽车信号灯也是 LED 光源应用的重要领域,由于 LED 响应速度快,可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况,减少汽车追尾事故的发生。另外,LED 灯在室外红、绿、蓝全彩显示屏,匙扣式微型电筒等领域都得到了应用。
LED(发光二极管)照明灯是利用第四代绿色光源LED做成的一种照明灯具。LED被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。高节能:节能能源无污染即为环保。直流驱动,超低功耗(单管0.03-0.06瓦)电光功率转换接近100%,相同照明效果比传统光源节能80%以上。寿命长:LED光源有人称它为长寿灯,意为永不熄灭的灯。固体冷光源,环氧树脂封装,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,使用寿命可达6万到10万小时,比传统光源寿命长10倍以上。多变幻:LED光源可利用红、绿、篮三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256×256×256=16777216种颜色,形成不同光色的组合变化多端,实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。利环保:环保效益更佳,光谱中没有紫外线和红外线,既没有热量,也没有辐射,眩光小,而且废弃物可收,没有污染不含汞元素,冷光源,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源。高新尖:与传统光源单调的发光效果相比,LED光源是低压微电子产品,成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等,所以亦是数字信息化产品,是半导体光电器件“高新尖”技术,具有在线编程,无限升级,灵活多变的特点。
很多人在家都喜欢把家里装扮的特别的漂亮,尤其是在晚上会用五彩缤纷的LED灯来点缀我们的大厅。我们虽然可以到处看到各种各样的led灯,却不知道led灯的工作原因是怎样的。如果想了解led照明电路的工作原理,就跟小编一起来学习吧!
LED照明是可以直接把电转化为光,而对于led照明电路的工作原理是将电能转化为可见光的固态的半导体器件。从led照明电路中,我们可以看到一个半导体的芯片,这也是LED灯发光的原理。为了能够实现led照明芯片电路的固定开关时间,必须是通过设计电阻-电容网络结构来实现。所以,简化了电路结构,也采用PFM调制提高了led芯片的效率。这样,不仅能减少成本,而且可以更好的保护受其他因素的冲击损坏。
相信大家都有所不知,最初的LED其实是用在作仪器仪表的指示光源,后来得到了有关技术人员的设计以及大胆的开发和想象,被很多人商家利用led照明展示自己商家的店招吸引客户,也得到了交通信号灯的运用。不仅给社会得到了有益的贡献,还产生了很好的经济效益。
led照明品牌推荐
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通过以上对led照明电路的工作原理介绍,大家是否已经对led照明有一定的了解了呢?如果你还想了解更多关于led的资讯,可以关注土巴兔装修网,中国第一装修网!
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。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,连接电源的是负极,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。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,其内部构造如图2-9所示。
图2-9发光二极管及其内部构造图
1.引线架2.阳极杆3.楔形支架4.透明环氧树脂封装5.LED芯片6.有发射碗的阴极杆
全彩LED的主要工作原理是:是由红绿蓝三基色混色实现七种颜色的变化,采用输出波形的脉宽调制,即调节LED灯导通的占空比,在扫描速度很快的情况下,利用人眼的视觉惰性达到渐变的效果。