LED燈泡發(fā)光的科學(xué)原理是什么

1、LED燈泡發(fā)光的科學(xué)原理是什么LED燈泡發(fā)光的科學(xué)原理 LED是英文lightemittingdiode(發(fā)光二極管)的縮寫，它的基構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到愛惜內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。 發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。 PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱

2、LED。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(即兩端加上正向電壓)，電流從LED陽極流向陰極時，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。 LED發(fā)光原理 發(fā)光二極管主要由PN結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)組成。其發(fā)光體晶片的面積為10.12ml(1mil=0.0254平方毫米)，目前國際上消逝大晶片LED，晶片面積達(dá)40mil。 其發(fā)光過程包括三部分：正向偏壓下的載流子注入、復(fù)合輻射和光能傳輸。微小的半導(dǎo)體晶片被封裝在潔凈的環(huán)氧樹脂物中，當(dāng)電子經(jīng)過該晶片時，帶負(fù)電的電子移動到帶正電的空穴區(qū)域并與之復(fù)合，電子和空穴消逝的同時產(chǎn)生光子。電子和空穴之間的能量(帶隙)越大，產(chǎn)生的光子的能量就越高。光

3、子的能量反過來與光的顏色對應(yīng)，可見光的頻譜范圍內(nèi)，藍(lán)色光、紫色光攜帶的能量最多，桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由于不同的材料具有不同的帶隙，從而能夠發(fā)出不同顏色的光。 LED照明光源的主流將是高亮度的白光LED。目前，已商品化的白光LED多是二波長，即以藍(lán)光單晶片加上YAG黃色熒光粉混合產(chǎn)生白光。將來較被看好的是三波長白光LED，即以無機(jī)紫外光晶片加紅、藍(lán)、綠三顏色熒光粉混合產(chǎn)生白光，它將取代熒光燈、緊湊型節(jié)能熒光燈泡及LED背光源等市場。 LED燈泡的特點(diǎn) 高節(jié)能：節(jié)能能源無污染即為環(huán)保。直流驅(qū)動，超低功耗(單管0.03-0.06瓦)電光功率轉(zhuǎn)換接近100%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%

4、以上。 壽命長：LED光源有人稱它為長壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，使用壽命可達(dá)6萬到10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。 多變幻：LED光源可利用紅、綠、籃三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)把握下使三種顏色具有256級灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256256256=16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動態(tài)變化效果及各種圖像。 利環(huán)保：環(huán)保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒有污染不含汞元素，冷光源，可以（平安）觸摸，屬于典型的綠色照明光源

5、。 高新尖：與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比，LED光源是低壓微電子產(chǎn)品，成功融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式把握技術(shù)等，所以亦是數(shù)字信息化產(chǎn)品，是半導(dǎo)體光電器件高新尖技術(shù)，具有在線編程，無限升級，靈敏多變的特點(diǎn)。 LED燈泡的應(yīng)用 最初LED用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例，在美國原來是接受長壽命，低光效的140瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設(shè)計(jì)的燈中，Lumileds公司接受了18個紅

6、色LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。 汽車信號燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。1987年，我國開頭在汽車上安裝高位剎車燈，由于LED響應(yīng)速度快(納秒級)，可以及早讓跟隨車輛的司機(jī)知道行駛狀況，削減汽車追尾事故的發(fā)生。 另外，LED燈在室外紅、綠、藍(lán)全彩顯示屏，匙扣式微型電筒等領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。 LED的術(shù)語介紹 波長：光的顏色強(qiáng)弱變化，是可以通過數(shù)據(jù)來描述，這種數(shù)據(jù)叫波長。我們能見到的光的波長，范圍在380至780nm之間。單位：納米(nm) 亮度：亮度是指物體明暗的程度，定義是單位面積的發(fā)光強(qiáng)度。單位：尼特(nit) 光強(qiáng)：指光源的光明程度。也即表示光源在確定方

7、向和范圍內(nèi)發(fā)出的可見光輻射強(qiáng)弱的物理量。 單位：燭光(cd) 光通量：光源每秒鐘所發(fā)出的可見光量之總和。單位：流明(Lm) 光效：光源發(fā)出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源節(jié)能的重要指標(biāo)。單位：每瓦流明(Lm/w)。 顯色性：光源對物體呈現(xiàn)的程度，也就是顏色的逼真程度。通常叫做顯色指數(shù)單位：Ra。 色溫：光源放射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時，黑體的溫度稱為該光源的色溫。 單位：開爾文(k)。 眩光：視野內(nèi)有亮度極高的物體或猛烈的亮度對比，所造成的視覺不舒適稱為眩光，眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素。 同步性：兩個或兩個以上LED燈在不規(guī)定時間內(nèi)能正常按程序設(shè)定的方式運(yùn)行，一般指內(nèi)控方式的LED燈，同步性是LED燈實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)變化的基本要求。 防護(hù)