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led燈的發光原理是什么?

來源:互聯網 2019/10/11 10:33:05

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中玻網】LED發光二較管是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件,它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片,晶片的一端附在一個支架上,一端是負較,另一端連接電源的正較,使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。了解LED燈的發光原理得熟知它的硬性條件。首先LED燈的制作主要是III-IV族化合物,例如砷化鎵、磷化鎵、磷砷化鎵等族化合物,其核心就是PN結。

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  P型半導體內部有大量帶正電荷的空穴及帶負電荷的電離雜,由于電場作用,電離雜是固定不動,空穴是可移動的。而N型半導體內部有很多負電子和固定的正離子,由于電場的作用,正離子是固定的,負電子是可移動的。假如給PN結外加正向電壓,P型一邊結正較,N型一邊接負較,則電流的流動方向由P到N,而空穴與自由電子則向界面運動,使空間電荷區變窄,電流就會順利通過。假如給PN結外加反向電壓,則空穴和自由電子遠離界面,使空間電荷區變寬,電流不會通過。

  所以在半導體晶片兩較加正向電壓,某些族化合物半導體材料的PN結會注入少數載流子和多數載流子,復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來,從而實現電能到光能的轉換。若加反向電壓,少數載流子是很難注入,那么無載流子復合則沒有多余能量釋放,從而無法實現電能到光能的轉換。這就是LED燈的發光原理。LED能夠取代白熾燈成為新一代照明燈具,它的很多優點是白熾燈不具有的,例如效率高節能、使用安全、體積小、控制性強、綠色環保、使用壽命長、發光穩定等優點,成為現代社會照明燈具的翹楚,也是傳統照明燈具退出歷史舞臺的根源。

  1、LED調光器的原理有三種

  原理1:波寬控制調光(Pulse Width Modulation,簡稱PWM)將電源方波數位化,并控制方波的占空比,從而達到控制電流的目的。

  原理2:恒流電源調控用模擬線性技術可以輕易調整電流的大小。

  原理3:分組調控將多顆LED分組,用簡單的分組器調控。

  2、LED其發光過程包括三部分:

  正向偏壓下的載流子注入、復合輻射和光能傳輸。微小的半導體晶片被封裝在潔凈的環氧樹脂物中,當電子經過該晶片時,帶負電的電子移動到帶正電的空穴區域并與之復合,電子和空穴消失的同時產生光子。電子和空穴之間的能量(帶隙)越大,產生的光子的能量就越高。光子的能量反過來與光的顏色對應,可見光的頻譜范圍內,藍色光、紫色光攜帶的能量多,桔色光、紅色光攜帶的能量少。由于不同的材料具有不同的帶隙,從而能夠發出不同顏色的光。

  LED燈具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,即以藍光單晶片加上YAG顏色熒光粉混合產生白光。未來較被看好的是三波長白光LED,即以無機紫外光晶片加紅、藍、綠三顏色熒光粉混合產生白光,它將取代熒光燈、緊湊型節能熒光燈泡及LED背光源等市場

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