半导体发光二极管的发光特性(精)

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LED是发光二极管为什么叫发光二极管

LED是发光二极管为什么叫发光二极管

半导体发光器件_一、 半导体发光二极管工作原理、特性及应用 半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。事实上,数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。 一、 半导体发光二极管工作原理、特性及应用 (一)LED发光原理 发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ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,如图1所示。 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μm以内产生。 理论和实践证明,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关,即 λ≈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3.26~1.63eV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。 (二)LED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,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。 2.电参数的意义 (1)光谱分布和峰值波长:某一个发光二极管所发之光并非单一波长,其波长大体按图2所示。 由图可见,该发光管所发之光中某一波长λ0的光强最大,该波长为峰值波长。 (2)发光强度IV:发光二极管的发光强度通常是

发光二极管的分类及特点

发光二极管的分类及特点

发光二极管的分类及特点

发光二极管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、闪光发光二极管、压控发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管。

LED的控制模式有恒流和恒压两种,有多种调光方式,比如模拟调光和PWM调光,大多数的LED都采用的是恒流控制,这样可以保持LED电流的稳定,不易受VF的变化,可以延长LED灯具的使用寿命。

普通单色发光二极

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,可由各种DC、交流、脉冲等电源驱动。属于电流控制型半导体器件,需要串联一个合适的限流电阻。

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。常用的国产普通单色发光二极管有BT(厂标型号)系列、FG(部标型号)系列和2EF 系列。

常用的进口普通单色发光二极管有SLR系列和SLC系列等。

高亮度单色发光二极管

高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管使用的半导体材料与普通单色发光二极管不同,因此发光强度也不同。

通常,高亮度单色发光二极管使用砷铝化镓(GaAlAs)等材料,超高亮度单色发光二极管使用磷铟砷化镓(GaAsInP)等材料,而普通单色发光二极管使用磷化镓(GaP)或磷砷化镓(GaAsP)等材料。

led的基本知识

led的基本知识

LED半导体发光二极管工作原理、特性及应用

半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。事实上,数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。

一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用

(一)LED发光原理

发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ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,如图1

所示。

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μm以内产生。 理论和实践证明,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关,即λ≈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3.26~1.63eV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。

半导体照明之基本常识

半导体照明之基本常识

LED基本常识(一)

半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。事实上,数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。

一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用

(一)LED发光原理

发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ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,如图1所示。

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μm以内产生。

理论和实践证明,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关,即

λ≈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3.26~1.63eV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。

发光二极管(led)的基本特征

发光二极管(led)的基本特征

发光二极管(led)的基本特征

发光二极管(led)的基本特征

发光二极管(Light Emitting Diodes,LED),是一种具有漏电特性的半导体器件,能够将直接电流转换成光能,通过多种材料和结构的设计,能够实现不同颜色和亮度的发光效果。

结构类特征:

发光二极管的主要结构是由P区和N区两种半导体材料组成的,中间有一层P-N结,它是由不同种类型的材料摆放在一起形成的。其中,P 区被称为阳极区,N区被称为阴极区,而P-N结是最关键的部分。当电子流向P-N结时,它们随着电流击中结晶晶格,形成了光子,这些光子随即通过晶体结构的透明层被释放出来。

材料类特征:

发光二极管中的P区和N区材料不同,一般N区为 n型半导体,其禁带宽度较宽,导电性易被电子产生,而P区为 p型半导体,其禁带宽度则很窄,容易被空穴产生。两种材料在P-N结上结合时,由于材料特性的不同,电子会被P区吸引,而空穴则被N区吸引,因而在P-N 结区域内就会发生电子和空穴的复合过程。复合时由于能量的守恒定律,电子释放出的能量将以光的形式呈现出来。

性能类特征:

发光二极管具有很多特性,其发光效率高、节能、使用寿命长、响应

时间短等,都是其独特的性能。目前,最高效的发光二极管可以达到250流明/瓦的效率,与传统白炽灯相比,节电效果明显,使用寿命也

可达到5万小时以上。响应时间只有微秒级别,非常适合高速通讯、

摄像等需要快速相应的领域。

应用类特征:

发光二极管由于其独特的性质,目前已经广泛应用于各种领域,包括

照明、信息显示、通讯、汽车行业、生物医学等,其中最为广泛的应

半导体发光二极管工作原理特性及应用

半导体发光二极管工作原理特性及应用

半导体发光二极管工作原理特性及应用半导体发光二极管的工作原理基于半导体材料的光电效应。它是由具有P-N结构的半导体材料构成,中间形成了一个禁带。当正向电流通过LED时,P区的电子被输运到N区,而P区的空穴被输运到N区,同时在P-N结的附近形成一个空穴层和电子层的边界。当电子从N区跃迁到P区时,它们会与空穴发生复合,释放出能量。这些能量以光子的形式发射出来,形成可见光或红外光。

1.高效能:LED具有高能量转化效率,能够将电能转化为光能的效率接近100%。

2.低功率消耗:LED工作时电流非常小,因此其功率消耗相对较低,是一种低耗能的光源。

3.长寿命:LED的寿命一般可以达到数万到数十万个小时,远远超过传统的光源,如白炽灯和荧光灯。

4.快速开启和关闭时间:LED的开启和关闭时间非常短,可以以毫秒为单位实现闪烁或瞬变的光效。

5.抗震动:由于LED没有灯丝或玻璃外壳等易碎物质,因此具有很高的抗震动性能。

1.照明:随着LED技术的不断发展,LED已经成为一种流行的照明光源。它可以用于室内照明、室外照明和汽车照明等。由于其高效能和低功耗,LED照明具有节能环保的特点。

2.显示屏:LED被广泛应用于显示屏中,例如电视、电脑显示器和手机屏幕等。LED显示屏具有亮度高、色彩鲜艳、对比度好等特点,可以实现高清晰度的图像显示。

3.指示灯和信号灯:由于LED具有快速开启和关闭时间的特点,因此非常适合用于指示灯和信号灯等场合。它被广泛应用于交通信号灯、车辆灯光和电子设备中的指示灯等。

4.智能电子产品:由于LED的小尺寸和低功耗特点,它被广泛应用于智能电子产品中,如手表、手机、电子手册和计算器等。

LED发光二极管工作原理

LED发光二极管工作原理

半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。事实上,数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。

一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用

(一)LED发光原理

发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ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,如图1所示。

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μm以内产生。理论和实践证明,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关,即λ≈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3.26~1.63eV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。

半导体发光二极管工作原理特性及应用

半导体发光二极管工作原理特性及应用

半导体发光二极管工作原理特性及应用

半导体发光器件包含半导体发光二极管(简称LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。事实上,数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。

一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用

(一)LED发光原理

发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ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。因此它具有通常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,如图1所示。

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

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、介带中间邻近)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。发光的复合量相关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,因此光仅在靠近PN结面数μm以内产生。理论与实践证明,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关,即λ≈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3.26~1.63eV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。

光信息专业实验报告:实验六 LED特性测量实验 (2)

光信息专业实验报告:实验六 LED特性测量实验 (2)

光信息专业实验报告:实验六LED特性测量实验

一、实验目的

1、了解LED的发光机理、光学特性与电学特性,并掌握其测试方法。

2、设计简单的测试装置,并对发光二极管进行V-I特性曲线、P—I特性曲线的测量。

二、实验原理

1、发光二极管的发光原理

发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的芯片。p型半导体和n型半导体在相互接触的时候,由于两者的功函数或者说是费米能级的不同,p区中的空穴就会流向n区,而n区中的电子也会扩散到p区中去,同时产生内建电势差,产生耗尽层,当载流子的扩散运动和漂移运动平衡时候pn结就达到平衡状态,如图1所示。pn结正向偏置的时候,内建电势差变小,势垒的高度变小,以载流子的扩散运动为主,电子和空穴就会更容易克服势垒分别流向p区和n区。在p-n结耗尽层处,电子和空穴相遇,复合,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。这就是发光二极管的发光理论。

图1 图2

2、发光二极管的主要特性

1)辐射通量

辐射通量表示各种辐射体的能量状况,定义为:在单位时间内通过某一面积的辐射能量的大小称为通过该面积的辐射通量,单位为功率。一种辐射可能由各种波长的辐射组成,每

Pλ为单位波长辐射通量。总的辐射通量应该是各个种波长的辐射通量又可能各不相同,()

组成波长的辐射通量的总和。

在某—极窄的波段范围内的辐射通量为

(),d d P d λλλλλ+Φ= (1)

则总的辐射通量为: ()2

121,P d λλλλλλΦ=⎰ (2)

2)光接收器的光谱响应(光谱灵敏度)与光谱光视效率函数(视见函数)

发光二极管特性测试实验报告

发光二极管特性测试实验报告

发光二极管特性测试实验报告

并规范

实验目的

通过发光二极管特性测试,研究发光二极管的正向压降、电流、亮度等特性,以及各参数调节等。

实验环境

实验环境安全无污染,实验室的温湿度符合实验要求,实验台架保持稳定,实验仪器和仪表灵活可靠,实验室提供了充足的电源供电。

实验设备

1.发光二极管;

2.可控变压器;

3.电流表;

4.功率表;

5.万用表;

6.电源线;

7.阻值。

实验原理

发光二极管(LED)是一种三极半导体,其特点是在正向电压作用下能迅速产生可见光。发光二极管的工作原理是利用半导体结构中的特性,

导致电荷在半导体内部发生电子激子对撞。当电子激子击中离子层时,释

放出击中的能量,其中一部分能量变为可见光。

实验步骤

1.使用万用表将发光二极管连接电路,将发光二极管接入电路,加入

一定的阻值,使电流控制在一定的范围内;

2.设定电压、电流值,调节可控变压器,观察发光二极管的发光强度,并记录电压、电流值,根据亮度值计算出电流的最大值,即为LED的最大

亮度;

3.根据测得的电流电压值,改变阻值,调节电流大小,从而改变发光

二极管的发光强度;

发光二极管发光原理及特性

发光二极管发光原理及特性

发光二极管( LED)的发光原理及特性

半导体材料

为了方面讨论方便起见,我们先复爿螳有关半导体材料的知识。大家知道,我们周围的一切物质按照导电能力的大小可以分为导体、半导体和绝缘体三大类。能导电的叫导体;不能导电的叫绝缘体;导电能力介于导体和绝缘体之间的叫半导体,半导体的电导率在厘米之间。

半导体之所以有泛的用途,足因为它的导电性能具有以r两个显著的特点。和纯净的半导体内掺人不同类型的杂质,可以彤成导电类型不同的半导体。例如掺杂价的施主杂质,得到型半导体;掺杂价的受土杂质,贴片钽电容得到型半导体。型材料中参与导电的载流子为电子,在型材料中参与导电的载流子为卒穴。半导体电阻率的变化受杂质含量多少的影响很大,例如半导体硅只要含有亿分之一的硼,其电阻率就会下降到原来的千分之一。

一般地,半导体材料必须先提纯,然后通过严格控制的掺杂,加入不同类型前杂质,才能制作出合格的中导体器件。

半导体的许多电参数受外界条件的影响很大。例如当温度升高或受光照射后,它的性能将发生改变,电阻率下降,T491C476K006AT势垒降低。

半导体材料的种类很多,按其化学成分的不同,呵以分为元素半导体和化合物半导体两人类。1元素半导体仅由单一元素组成的半导体材料,称为元素半导体。元素半导体在元素周期表中的位置.震中用粗线围起来的元素组成的物质都可以算作兀素半导体。2 L珏皿驱动芯尸T住厦理与电路设元素半导体仅由一种元素组成。日前品常用的、最典型的兀素半导体仃锗、硅和硒,它们的制作I艺成熟、应用广泛、贴片钽电容产最高。半导体业中有着广泛的应用。早期的半导体器件人多是用锗制成的,这和对它的研究较早、制作较易,艺成熟有戈。锗的缺点是禁带宽度E.较小为0.75eV,不适宜制作大功率器件;其次,锗的表面不像硅那样容易形成一层既可保护体内,又可利用光刻实现杂质选择扩散的_氧化硅层;最后,锗是一种稀有元素,蟓材料稀缺,所以今天矿逐步被硅所取代。

发光二极管主要参数与特性(精)

发光二极管主要参数与特性(精)

发光二极管主要参数与特性(精)

发光二极管主要参数与特性

LED 是利用化合物材料制成

pn 结的光电器件。它具备pn 结结型

器件的电学特性:I-V 特性、C-V 特性和光学特性:光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。 1、LED 电学特性

1.1 I-V 特性 表征LED 芯片pn 结制备性能主要参数。LED 的I-V 特性具有非线性、整流性质:单向导电性,即外加正偏压表现低接触电阻,反之为高接触电阻。

如左图:

(1) 正向死区:(图oa 或oa ′段)a 点对于V 0

为开启电压,当V <Va ,外加电

场尚克服

不少因载

流子扩散

而形成势垒电场,此时R 很大;开启电压对于不同LED 其值不同,GaAs 为1V ,红色GaAsP 为1.2V ,GaP 为1.8V ,GaN 为2.5V 。 (2)正向工作区:电流I F 与外加电压呈指数关系

I F = I S (e qV F /KT

–1) -------------------------I S 为反向饱和电流 。

V >0时,V >V F 的正向工作区I F 随V F 指数上升 I F = I S e qV F /KT

(3)反向死区 :V <0时pn 结加反偏压 V= - V R 时,反向漏电流I R (V= -5V )时,GaP 为0V ,GaN 为10uA 。 (4)反向击穿区 V <- V R ,V R 称为反向击穿电压;V R 电压对应I R

为反向漏电流。当反向偏压一直增加使V <- V R 时,则出现I R 突然增加而出现击穿现象。由于所用化合物材料种类不同,各种LED 的反向击穿电压V R 也不同。 1.2 C-V 特性

半导体发光二极管工作原理、特性及应用

半导体发光二极管工作原理、特性及应用

LED发光二极管

半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。事实上,数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。

一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用

(一)LED发光原理

发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ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,如图1所示。

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μm以内产生。理论和实践证明,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关,即λ≈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3.26~1.63eV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。

发光二极管原理

发光二极管原理

发光二极管原理

发光二极管(Light Emitting Diode,LED)是一种半导体器件,具有正向导通特性和发光特性。它是一种固态发光器件,具有体积小、功耗低、寿命长、响应速度快等优点,被广泛应用于指示灯、

显示屏、照明等领域。发光二极管的原理是基于半导体材料的电子

结构和能级理论,下面将详细介绍发光二极管的工作原理。

1. PN结的发光原理。

发光二极管是由P型半导体和N型半导体通过PN结连接而成。

当外加正向电压时,P区的空穴和N区的自由电子被注入到PN结区域,由于P区和N区的载流子浓度差异,使得PN结区域形成了电子

空穴复合区,电子通过与空穴复合释放出能量,产生光子,从而发光。

2. 电子能级跃迁的发光原理。

发光二极管中的半导体材料在外加电压的作用下,电子从低能

级跃迁到高能级,当电子从高能级跃迁到低能级时,释放出能量,

这些能量以光子的形式发射出来,产生可见光。不同材料的能带宽

度和能带结构决定了发光二极管发光的颜色和波长。

3. 发光二极管的发光颜色。

发光二极管的发光颜色取决于半导体材料的能带宽度和能带结构。常见的发光颜色包括红色、绿色、蓝色等,通过不同材料的组

合和掺杂可以实现多种颜色的发光。此外,还可以通过外加滤光片

来调节发光颜色和亮度。

4. 发光二极管的工作原理。

发光二极管的工作原理是基于半导体材料的电子结构和能级理论,当外加正向电压时,P区的空穴和N区的自由电子被注入到PN

结区域,形成电子空穴复合区,电子通过与空穴复合释放出能量,

产生光子,从而发光。发光二极管具有正向导通特性和发光特性,

LED发光原理及特点(精)

LED发光原理及特点(精)

LED发光原理及特点LED(Light Emitting Diode),即发光二极管。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。当两端加上正向电压,半导体中的少数截流子和多数截流子发生复合,放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、白色的光。

多变幻:LED光源可利用LED在电流瞬间通断发光无余辉和红、绿、蓝三基色原理,并发挥我们多年对LED显示屏控制技术的研究,采用LED显示屏控制技术实现色彩和图案的多变化,是一种可随意控制的"动态光源"。高节能:直流驱动,超低功耗(单管0.03-0.06瓦)电光功率达90%以上,同样照明效果比传统光源节能80%以上。寿命长:LED为固体冷光源,环氧树脂封装,因此无灯丝发光易烧、热沉积等缺点。工作电压低,使用寿命可达5万到10万小时,比传统光源寿命长5倍以上。利环保:冷光源、眩光小,无辐射,不含汞元素,使用中不发出有害物质。高新尖:与传统光源比,LED光源融合了计算机、网络、嵌入式控制等高新技术,具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。

光源术语光通量(lm):光源每秒钟发出可见光量之总和。例如一个100瓦(w)的灯泡可产生1500流明(lm),一支40瓦(w)的日光灯可产生3500lm的光通量。发光强度(cd):光源在单位立体角度内发出的光通量,也就是光源所发出的光通量在空间选定方向上分布的密度。光强的单位是坎特拉(cd),也称烛光。如:一单位立体角度内发出1流明(lm)的光称为1坎特拉(cd)。色温(k):以绝对温度(k=℃+273.15)K来表示,即将一黑体加热,温度升到一定程度时,颜色逐渐由深红-浅红-橙红-黄-黄白-白-蓝白-蓝变化。当某光源与黑体的颜色相同时,我们将黑体当时的绝对温度称为该光源的色温。如:当黑体加热呈现深红时温度约为550℃,即色温为550℃ + 273 = 823K。光效(lm/w):光源发出的光通量除以所消耗的功率。它是衡量光源节能的重要指标。显色性(ra):光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性。也就是颜色的逼真程度。国际照明委员会CIE把太阳的显色指数(ra)定为100。各类光源的显色指数各不相同,如:白炽灯ra≥90,荧光灯ra=60~90。平均寿命:光源在正常使用过程中,其中有50%的光源损坏时的时间。

发光二极管知识(精)

发光二极管知识(精)

发光⼆极管知识(精)

发光⼆极管介绍

发光⼆极管简称为LED。由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的⼆极管,当电⼦与空⽳复合时能辐射出可见光,因⽽可以⽤来制成发光⼆极管,在电路及仪器中作为指⽰灯,或者组成⽂字或数字显⽰。磷砷化镓⼆极管发红光,磷化镓⼆极管发绿光,碳化硅⼆极管发黄光。

它是半导体⼆极管的⼀种,可以把电能转化成光能;常简写为LED。发光⼆极管与普通⼆极管⼀样是由⼀个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光⼆极管加上正向电压后,从P区注⼊到N区的空⽳和由N区注⼊到P区的电⼦,在PN结附近数微⽶内分别与N区的电⼦和P区的空⽳复合,产⽣⾃发辐射的荧光。不同的半导体材料中电⼦和空⽳所处的能量状态不同。当电⼦和空⽳复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。常⽤的是发红光、绿光或黄光的⼆极管。

发光⼆极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡,使⽤时必须串联限流电阻以控制通过管⼦的电流。限流电阻R可⽤下式计算:

R=(E-UF)/IF

式中E为电源电压,UF为LED的正向压降,IF为LED的⼀般⼯作电流。发光⼆极管的两根引线中较长的⼀根为正极,应按电源正极。有的发光⼆极管的两根引线⼀样长,但管壳上有⼀凸起的⼩⾆,靠近⼩⾆的引线是正极。

与⼩⽩炽灯泡和氖灯相⽐,发光⼆极管的特点是:⼯作电压很低(有的仅⼀点⼏伏);⼯作电流很⼩(有的仅零点⼏毫安即可发光);抗冲击和抗震性能好,可靠性⾼,寿命长;通过调制通过的电流强弱可以⽅便地调制发光的强弱。由于有这些特点,发光⼆极管在⼀些光电控制设备中⽤作光源,在许多电⼦设备中⽤作信号显⽰器。把它的管⼼做成条状,⽤7条条状的发光管组成7段式半导体数码管,每个数码管可显⽰0~9⼗个数⽬字。

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光纤通信技术课程教案

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