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1、1,LED基础培训,广州众恒光电科技有限公司,2,什么是LED 广州众恒光电科技有限公司,LED-Light emitting diode-发光二极管,LED是通过半导体PN结把电能转化成光能的器件,3,LED的应用 广州众恒光电科技有限公司,指示 显示 背光 照明 装饰 美容 生物,4,LED的原理 广州众恒光电科技有限公司,发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。,5,LED的原理 广州众恒光电科
2、技有限公司,光是能量的一种形式，一种可以被原子释放出来。是由许多有能量和动力但没质量的微小粒子似的小捆组成的。这些粒子被叫做光子，是光的最基本单位。光子是因为电子移动才释放出来。在原子中，电子在原子的四周围以轨道形式移动。电子在不同的轨函数有着不同等的能量。通常来说，有着更能量的电子以轨道移动远离了核子。当电子从一个更低的轨道跳到一个更高的轨道，能量水平就增高反过来，当从更高轨函数跌落到更低的轨函数里时电子就会释放能量。能量是以光子形式释放出来的。更高能量下降释放更高能量的光子，它的特点在于它的高频率。 自由电子从P型层通过二极管落入空的电子空穴。这包含从传导带跌落到一个更低的轨函数，所以电子
3、就是以光子形式释放能量。这在任何二极管里都会发生的，当二极管是由某种物质组成的时候，你只是可以看见光子。在标准硅二极管的原子，比如说，当电子跌落到相对短距离原子是以这样的方式排列。结果，由于电子频率这么低的情况下人的眼睛是无法看得到的。,6,LED的原理 广州众恒光电科技有限公司,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。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。 量子阱把经过结区的电子空穴限制住，提高复合效率。,PN结量子阱,7,LED的原理 广州众恒光电科技有限公司,
4、8,LED的发展 广州众恒光电科技有限公司,1、1965年，全球第一款商用化发光二极管诞生 ，效率0.1lm/W,比白炽灯 低100倍，售价45$/只。,2、1968年，LED的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使GaAsP器件 的效率达到了1流明/瓦，并且能够发出红光、橙光和黄色光。 3、1971年，GaP绿色芯片LED。 用途：指示用，长寿命10万小时，可靠 4、80年代AlGaAs技术使得LED效率达到10流明/瓦， 90年代的AlGaInP技术使得LED效率达到100流明/瓦。 用途：显示，信号用。用于室外的运动信息发布以及汽车的高位刹车灯。,9,LED的发展 广州众恒光电科技有限公
5、司,5、1994年，中村修二研制出了第一只GaN基高亮度蓝色发光二极管。 用途：由于蓝光LED的出现，人们首次实现红黄蓝LED的全色显示，从90 年代中期开始，许多广告、体育和娱乐场所开始应用LED大屏幕显示。,6、 97年中村修二和美国人修博特先后研制出了GaN蓝色发光二极管激发黄 光荧光粉得到白光LED，效率不足10lm/W。 7、 00年日亚报道了15lm/W白光LED， 8、 03年日亚报道的光效达到60lm/W， 2006年3月，其光效达到100lm/W， 9、 06年7月Cree公司报道了130lm/W白光LED， 10、06年11月日亚报道的光效达到150lm/W，其效率已经超过
6、节能灯，实现了 真正意义上的照明。 11 、07年3月，美国CREE公司光效达到157lm/W，目前LED的效率向200Lm/W前进,10,LED的制造 广州众恒光电科技有限公司,11,LED的封装形式 广州众恒光电科技有限公司,12,LED的封装形式 广州众恒光电科技有限公司,13,LED的封装形式 广州众恒光电科技有限公司,14,LED的封装形式 广州众恒光电科技有限公司,15,LED的封装形式 广州众恒光电科技有限公司,小功率封装,16,LED的封装形式 广州众恒光电科技有限公司,17,LED的封装形式 广州众恒光电科技有限公司,18,LED的封装形式 广州众恒光电科技有限公司,19,L
7、ED的基本参数 广州众恒光电科技有限公司,20,LED的基本参数 广州众恒光电科技有限公司,21,LED的基本参数 广州众恒光电科技有限公司,22,LED的基本参数 广州众恒光电科技有限公司,23,LED的基本参数 广州众恒光电科技有限公司,24,LED的基本参数 广州众恒光电科技有限公司,25,LED的基本参数 广州众恒光电科技有限公司,26,LED的基本参数 广州众恒光电科技有限公司,27,LED的基本参数 广州众恒光电科技有限公司,28,LED的基本参数 广州众恒光电科技有限公司,29,LED的基本参数 广州众恒光电科技有限公司,30,LED的基本特性 广州众恒光电科技有限公司,单向导通
8、性,31,LED的基本特性 广州众恒光电科技有限公司,正向伏安特性 由图一中的曲线可知，电流与电压正向关系 为电流随电压的增大而增大。由起始电压分类的 话，晶粒大致可分为两类。一类是发红光的R、 黄光Y、橙光的O以及发绿光的G。R/Y/O/G 的起始电压大致为1.8伏，如果加载在晶粒两端 的正向电压小于1.8伏，晶粒将不能发光或不能 正常发光（非常的暗）。随着电压的增大，流过 晶粒的电流也将增大。另一类为B/H/F，情况 与R/Y/O/G相似，不过B/H/F的起始电压为 3.0伏左右。R/Y/O/G的曲线较之B/H/F的 曲线要倾斜，这说明它们的正向电流随正向电压 的增大而增大的幅度要大。R/
9、Y/O/G的正向电 压应调节在1.8V2.5V之间，而B/H/F的正向 电压应调节在3.03.8V之间。,32,LED的基本特性 广州众恒光电科技有限公司,逆向伏安特性 由图可知，当逆向电流达到一定 值后，电压将不随电流的变化而变 化。R/Y/O/G的电压稳定在42 伏左右（正负只代表方向，不代表 大小），B/H/F的电压稳定在18 伏左右。逆向电流的增大不能使电 压随着增大说明二极管具有稳压作用。,33,LED的基本特性 广州众恒光电科技有限公司,击穿特性 当反向电压增大到一定值时，PN 结的反向电流将随之急剧增大， 这种反向电流剧增的现象称为PN 结的击穿。 电压降低，有明显漏电流甚至短路
10、,34,LED的基本特性 广州众恒光电科技有限公司,正向电流与亮度关系 由图所示可知，晶粒的发光亮度随电流的增大而增大。由各曲线的倾斜度可知，R/Y/O/G的亮度随电流变化得最快，换句话说就是它的亮度对电流的大小最为敏感。B次之，H/F最弱。,35,LED的基本特性 广州众恒光电科技有限公司,波长与亮度关系 由图可知，颜色为B的晶粒的发光特性 波长为475nm、H为500nm、 F525nm、G大致为587nm、 Y大致为595nm、O大致612.5nm R大致为630nm。当发光波长为它们 的特征波长时，它们的特征颜色亮度较 高，必须说明的是波长只与颜色有关而 与亮度没有直接关系。,36,L
11、ED的基本特性 广州众恒光电科技有限公司,温度与发光强度的关系 由图可知，在电压、电流一定的情况下，晶粒的发光强度将随周围环境温度的增大而有所减小。B受温度的影响较小，H/F次之，R/Y/O/G受温度影响力最大。,37,LED的基本特性 广州众恒光电科技有限公司,温度与正向电流之关系图 由图可知，当温度达到一定时，正向电流将随温度的升高而降低。R/Y/O/G 在低于50C时电流稳定，B/H/F在低于40C时电流稳定。,38,LED的基本特性 广州众恒光电科技有限公司,电流与色坐标的关系,39,LED的基本特性 广州众恒光电科技有限公司,持续工作时间与坐标的关系,40,LED的基本特性 广州众恒光电科技有限公司,
