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    LED常识 [复制链接]

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    离线liude66
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2006-04-24
    常见的芯片如下: E 9_aNYD  
    材料 波长 材料 波长  GU99!.$  
    InGaN 475-485nm InGaN 525nm >'4Bq*5>  
    InGaN 465-475nm InGaN 505nm qk pnXQ  
    InGaN 455-465nm InGaN 515nm }~Z1C0 t  
    InGaAlP 620-640nm GaAlAs/GaAs 660nm *Z*4L|zT  
    InGaAlP 610-620nm GaAlAs/GaAlAs 660nm *Z"9QX  
    InGaAlP 600-610nm GaP 700nm P+!j[X^  
    InGaAlP 592-600nm GaP 570-575nm (,~gY=E+  
    InGaAlP 580-593nm GaP 565-570nm H"8fnN=xB  
    InGaAlP 567-577nm GaP 550-565nm Zi47)8  
    InGaAlP 550-565nm PY---GaAlAs 585nm rt r0 d  
    ?[>+'6  
    一、 半导体发光二极管工作原理、特性及应用 KD9Y  
    ??(一)LED发光原理 +$Q33@F5l  
    ??发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。此外,在一定条件下,它还具有发光特性。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光,如图1所示。 ^;0.P)yGA  
    Xk[;MZ[  
    WyH2` xxX  
    ??假设发光是在P区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后,再与空穴复合发光。除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获,而后再与空穴复合,每次释放的能量不大,不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大,光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的,所以光仅在*近PN结面数μm以内产生。 wehZ7eqm  
    ??理论和实践证明,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关,即 ^v. ~FFK  
    ????λ≈1240/Eg(mm) #gbJ$1s  
    ??式中Eg的单位为电子伏特(eV)。若能产生可见光(波长在380nm紫光~780nm红光),半导体材料的Eg应在3.26~1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管,但其中蓝光二极管成本、价格很高,使用不普遍。 f6x}M9xS%  
    ??(二)LED的特性 o*7`r~  
    ??1.极限参数的意义 #Jt9U1WbF  
    ??(1)允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值,LED发热、损坏。 ]r;-Lx{F  
    ??(2)最大正向直流电流IFm:允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。 O-r,&W  
    ??(3)最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压。超过此值,发光二极管可能被击穿损坏。 5/<?Y&x  
    ??(4)工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围,发光二极管将不能正常工作,效率大大降低。 n:cre}0.  
    ??2.电参数的意义 z mvF#o  
    ??(1)光谱分布和峰值波长:某一个发光二极管所发之光并非单一波长,其波长大体按图2所示。 AyZL(  
    zoYw[YP9  
    J1kG'cH05  
    ??由图可见,该发光管所发之光中某一波长λ0的光强最大,该波长为峰值波长。 4:Adn?"  
    ??(2)发光强度IV:发光二极管的发光强度通常是指法线(对圆柱形发光管是指其轴线)方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为(1/683)W/sr时,则发光1坎德拉(符号为cd)。由于一般LED的发光二强度小,所以发光强度常用坎德拉(mcd)作单位。 "*O(3L.c-  
    ??(3)光谱半宽度Δλ:它表示发光管的光谱纯度.是指图3中1/2峰值光强所对应两波长之间隔. AL%H$I  
    ??(4)半值角θ1/2和视角:θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向(法向)的夹角。 Pl4$`Qw#y  
    ??半值角的2倍为视角(或称半功率角)。 ~ow_&ftlo  
    MM8r*T4g/  
    AW;"` ].  
    ??图3给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线(法线)AO的坐标为相对发光强度(即发光强度与最大发光强度的之比)。显然,法线方向上的相对发光强度为1,离开法线方向的角度越大,相对发光强度越小。由此图可以得到半值角或视角值。 1Ao YG_  
    ?? (5)正向工作电流If:它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在0.6•IFm以下。 W$=MuF7R  
    ?? (6)正向工作电压VF:参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。发光二极管正向工作电压VF在1.4~3V。在外界温度升高时,VF将下降。 #w3cImgp2  
    ??(7)V-I特性:发光二极管的电压与电流的关系可用图4表示。 x}I'W?g  
    =H&@9=D*  
    {VqcZhqy/l  
    ??在正向电压正小于某一值(叫阈值)时,电流极小,不发光。当电压超过某一值后,正向电流随电压迅速增加,发光。由V-I曲线可以得出发光管的正向电压,反向电流及反向电压等参数。正向的发光管反向漏电流IR<10μA以下。 .0^-a=/  
    ??(三)LED的分类 U  JO  
    ??1. 按发光管发光颜色分 p3Uus''V4  
    ??按发光管发光颜色分,可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等。另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。 B\BxF6 y  
    ??根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。 Ym~*5|  
    ????2. 按发光管出光面特征分 I9GRSm;0<  
    按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1;把φ5mm的记作T-1(3/4);把φ4.4mm的记作T-1(1/4)。 yZJR7+  
    ??由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类: O 4xV "\  
    ??(1)高指向性。一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加散射剂。半值角为5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或与光检出器联用以组成自动检测系统。 V_*TY6  
    ??(2)标准型。通常作指示灯用,其半值角为20°~45°。 X!r9  
    ??(3)散射型。这是视角较大的指示灯,半值角为45°~90°或更大,散射剂的量较大。 Tdvw7I-q  
    ??3.按发光二极管的结构分 G%N3h'zDi  
    ??按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。 e >W}3H5w0  
    ??4.按发光强度和工作电流分 W#1t%hT$  
    ??按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED(发光强度<10mcd);超高亮度的LED(发光强度>100mcd);把发光强度在10~100mcd间的叫高亮度发光二极管。 C"w>U   
    ??一般LED的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。 ,<]X0;~oB  
    ??除上述分类方法外,还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。
     
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    离线DeadE
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    只看该作者 1楼 发表于: 2006-05-07
    正赶上毕业要做LED的课题,多谢楼主了~~~~
    离线wapon
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    只看该作者 2楼 发表于: 2006-05-09
    上了次扫盲班,收获颇丰
    离线cicibenben
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    只看该作者 3楼 发表于: 2006-05-29
    看来我得先从这个入手了
    离线cicibenben
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    只看该作者 4楼 发表于: 2006-05-29
    多谢搂主~~~~~~~~~~~~``
    离线cicibenben
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    只看该作者 5楼 发表于: 2006-05-29
    大家快来顶啊~~~~~~~~~~~~~~
    离线cicibenben
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    只看该作者 6楼 发表于: 2006-05-29
    有没有关于LCD的扫盲篇?????
    离线cicibenben
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    只看该作者 7楼 发表于: 2006-05-29
    我急需啊,拜托帮忙忙啊~~~
    离线黑骑士
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    只看该作者 8楼 发表于: 2006-06-01
    Thanks a lot!!
    离线linyanghu
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    只看该作者 9楼 发表于: 2006-09-05
    V~~~~~ tYE\tbCO'  
    very good~!!!!!