详细解释一下发光二极管

详细解释一下发光二极管

<div class="rich-content-container rich-text-">发光二极管就是LED（Light Emitting Diode），它是一种冷光源，辐射主要集中在可见光区，几乎不产生热，也消除了非可见光区电磁波对人体的危害。与荧光灯相比，白光LED的制造与使用过程都不会引入汞的污染;与叠有许多线装光谱的荧光灯光谱相比，白光LED的连续光谱更接近自然光;白光LED能耗仅为白炽灯的八分之一，荧光灯的二分之一;白光LED的寿命可达10万小时，是传统荧光灯的50-100倍。

   发光二极管（LED）是一种由磷化镓（GaP）等半导体材料制成的、能直接将电能转变成光能的发光显示器件。当其内部有一定电流通过时，它就会发光。接下来我们先看一下发光二极管的电路图形符号：

要了解发光二极管原理，我们先来看一下发光二极管的开发与结构：98年发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。GaN芯片发蓝光（λp=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射，峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。现在，对于InGaN/YAG白色LED，通过改变 YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K 的各色白光。我们来看一下一种白色发光二极管的结构图：

再来看一下白色发光二极管和普通白炽灯发光光谱：

发光二极管原理当然是它的发光原理可以用PN结的能带结构来解释：当导带中的电子与价带中的空穴复合时，电子由高能级跃迁到低能级，电子将多余的能量以发射光子的形式释放出来，产生电致发光现象。

   按其使用材料可分为磷化镓(GaP)发光二极管、磷砷化镓(GaAsP)发光二极管、砷化镓(GaAs)发光二极管、磷铟砷化镓(GaAsInP)发光二极管和砷铝化镓(GaAlAs)发光二极管等多种。按其封装结构及封装形式除可分为金属封装、陶瓷封装、塑料封装、树脂封装和无引线表面封装外，还可分为加色散射封装（D）、无色散射封装（W）、有色透明封装（C）和无色透明封装（T）。按其封装外形可分为圆形、方形、矩形、三角形和组合形等多种。下面我们再来看一下白色LED 的种类、发光材料及其发光原理图：

另外，发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点，可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。它属于电流控制型半导体器件，使用时需串接合适的限流电阻。普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关，而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。红色发光二极管的波长一般为650~700nm，琥珀色发光二极管的波长一般为630~650 nm ，橙色发光二极管的波长一般为610~630 nm左右，黄色发光二极管的波长一般为585 nm左右，绿色发光二极管的波长一般为555~570 nm。

   发光二极管（LED)具有功耗低、体积小、可靠性高、寿命长和相应快等优点，早己广泛应用于仪器仪表、计算机、汽车、电子玩具、通讯、自动控制、军事等领域。在LED业者中，日亚化学是最早运用上述技术工艺研发出不同波长的高亮度LED，以及蓝紫光半导体激光（LaserDiode ；LD），是业界握有蓝光LED专利权的重量级业者。部分日系LED业者认为，日亚化工的策略，将使日本在蓝光及白光LED竞争中，逐步被欧美及其他国家的LED业者抢得先机，届时将对整体日本LED产业造成严重伤害。因此许多业者便千方百计进行蓝光LED的研发生产。目前除日亚化学和住友电工外，还有丰田合成、罗沐、东芝和夏普，美商Cree，全球3大照明厂奇异、飞利浦、欧司朗以及HP、Siemens、Research 、EMCORE等都投入了该产品的研发生产，对促进白光LED产品的产业化、市场化方面起到了积极的促进作用。

   今天看了这些希望你能更加了解发光二极管原理。