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1、认识认识 LEDLED 照明照明LED 照明即是发光二极管照明，全称是 Lighting Emitting Diode，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED 照明产品就是利用 LED 作为光源制造出来的照明器具。 LED 照明原理：LED 是由-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
2、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。 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，所以光仅在靠近 PN 结面数 m 以内产生。 理论和实践证明，光的峰值波长 与发光区域的半导体材料禁带宽度 E
3、g 有关，即 1240/Eg（mm）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 3.261.63eV 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。LED 照明的特性：1极限参数的意义 （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。 （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。 （3）最大反向电压 VRm：所允许加的最大反向电压。超过此值
4、，发光二极管可能被击穿损坏。（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。发展现状：当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题，在照明领域，LED 发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED 作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以 LED 为代表的新型照明光源时代。 中国 LED 产业起步于 20 世纪 70 年代。经过 30 多年的发展，中国 LED 产业已初步形成了包括 LED 外延片的生产、LED 芯片的制备、LED 芯片的封装以及 LED 产品应用在
5、内的较为完整的产业链。在“国家半导体照明工程”的推动下，形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄七个国家半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国 LED 产业发展的聚集地。目前，中国半导体照明产业发展向好，外延芯片企业的发展尤其迅速、封装企业规模继续保持较快增长、照明应用取得较大进展。2007 年中国 LED 应用产品产值已超过 300 亿元，已成为 LED 全彩显示屏、太阳能 LED、景观照明等应用产品世界最大的生产和出口国，新兴的半导体照明产业正在形成。国内在照明领域已经形成一定特色，其中户外照明发展最快，已有上百家 LED 路灯企业并建设了几十条示范
6、道路，但国内在大尺寸 LCD 背光和汽车前照灯方面仍显落后。2008 年北京奥运会对 LED 照明的集中展示让人们对 LED 有了全新的认识，有力推动了中国半导体照明产业的发展。当前中国半导体产业产业大而不强，核心竞争力仍有待于进一步提升。对国内企业而言，壮大规模、提高产品质量与技术水平是首要任务，提高未来取得大厂专利授权时的要价能力，或逐步通过研发突破核心专利。发展趋势：LED 被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。近年来，世界上一些经济发达国家围绕 LED 的研制展开了激烈的技术竞赛。美国
7、从 2000 年起投资5 亿美元实施“国家半导体照明计划” ，欧盟也在 2000 年 7 月宣布启动类似的“彩虹计划” 。我国科技部在“863”计划的支持下，2003 年 6 月份首次提出发展半导体照明计划。优点：高节能：节能能源无污染即为环保。直流驱动，超低功耗（单管 0.03-0.06 瓦）电光功率转换接近 100%，相同照明效果比传统光源节能 80%以上。 寿命长：LED 光源有人称它为长寿灯，意为永不熄灭的灯。固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达 6 万到 10 万小时，比传统光源寿命长 10 倍以上。 多变幻：LED
8、光源可利用红、绿、篮三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有 256 级灰度并任意混合，即可产生25625625616777216 种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。 利环保：环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。 高新尖：与传统光源单调的发光效果相比，LED 光源是低压微电子产品，成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，所以亦是数字信息化产品，是半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程，无限升级，灵活多
9、变的特点。术语：波长：光的色彩强弱变化，是可以通过数据来描述，这种数据叫波长。我们能见到的光的波长，范围在 380 至 780nm 之间。单位：纳米（nm） 亮度：亮度是指物体明暗的程度，定义是单位面积的发光强度。单位：尼特（nit） 光强：指光源的明亮程度。也即表示光源在一定方向和范围内发出的可见光辐射强弱的物理量。 单位：烛光（cd） 光通量：光源每秒钟所发出的可见光量之总和。单位：流明（Lm） 光效：光源发出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源节能的重要指标。单位：每瓦流明（Lm/w） 。 显色性：光源对物体呈现的程度，也就是颜色的逼真程度。通常叫做“显色指数“单位：Ra。 色温：光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。 单位：开尔文（k） 。 眩光：视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，所造成的视觉不舒适称为眩光，眩光是影响照明质量的重要因素。 同步性：两个或两个以上 LED 灯在不规定时间内能正常按程序设定的方式运行，一般指内控方式的 LED 灯，同步性是 LED 灯实现协调变化的基本要求。 防护等级：IP 防护等级是将灯具依其防尘、防湿气之特性加以分级，由两个数字所组成，第一个数字代表灯具防尘、防止外物侵人的等级（分 0-6 级） ，第二个数字代表灯具防湿气、防水侵人的密封程度（分 0-8 级） ，数字越大表示其防护等级越高。
