(新)上海市光电子行业协会2005年半导体照明(LED)百题问答--skylanxiang
半导体照明器件的电压波动影响分析考核试卷

B.使用恒流源驱动
C.减小驱动电路的阻抗
D.提高输入电压的稳定性
5.当LED的工作电压在其额定电压以下时,以下哪项说法是正确的?( )
A.亮度与电压成正比
B.亮度与电压成平方关系
C.亮度与电压无关
D.亮度随电压的降低而线性降低
6.在考虑半导体照明器件的电压波动时,以下哪种现象最可能导致器件损坏?( )
A.光效
B.色彩还原性
C.光线分布
D.能耗
11.以下哪些类型的电容器常用于LED驱动电路中以减小电压波动?( )
A.铝电解电容器
B.负温度系数电容器
C.陶瓷电容器
D.聚合物电容器
12.在电压波动环境下,以下哪些做法可能会加剧LED的损坏风险?( )
A.使用低成本的驱动电路
B.缺乏有效的过流保护
C.驱动电路设计时忽略电压波动
B.选择高品质因数的电容器
C.降低驱动电路的开关频率
D.使用稳压电源
18.在电压波动情况下,以下哪种现象最可能导致LED的亮度下降?( )
A.电压波动幅度增大
B.电压波动频率降低
C.电流波动幅度降低
D.电流波动频率提高
19.下列哪种材料在半导体照明器件中用于减小电压波动的影响?( )
A.硅控整流电路
D.使用低效率的电源
13.以下哪些因素可以降低电压波动对LED性能的影响?( )
A.使用高效率的驱动电路
B.增加电源线的截面积
C.采用隔离式电源
D.优化LED的布局
14.电压波动对LED照明系统的影响可能包括以下哪些?( )
A.系统稳定性的降低
B.光输出的一致性变差
C.系统寿命的延长
半导体照明材料考核试卷

B.硅
C.镓
D.稀土元素
9.下列哪种结构是LED芯片的基本结构?()
A. PN结
B. PIN结
C. Schottky结
D. MESFET结构
10.下列哪种因素会影响半导体照明材料的发光效率?()
A.温度
B.电流
C.材料纯度
D.所有选项
11.下列哪种材料具有较大的带隙宽度,适用于紫外线LED的制造?()
半导体照明材料考核试卷
考生姓名:__________答题日期:__________得分:__________判卷人:__________
一、单项选择题(本题共20小题,每小题1分,共20分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.半导体照明的核心材料是?()
A.金属导体
B.硅材料
C.半导体材料
A.铝
B.硅
C.砷化镓
D.硫化锌
6.目前应用最广泛的半导体照明材料是?()
A. InGaAlP
B. GaN
C. SiC
D. ZnSe
7.下列哪种材料体系适用于制造高效率、高亮度的蓝光LED?()
A. InGaAs
B. GaN
C. AlGaInP
D. ZnCdSe
8.半导体照明材料中,哪种掺杂元素可以增加材料导电性?()
A.材料的带隙宽度
B.量子阱结构的设计
C. LED的散热性能
D.驱动电路的设计
2.半导体照明材料中,以下哪些元素常用作n型掺杂剂?()
A.硅
B.锗
C.硒
D.稀土元素
3.以下哪些材料可以用于制造白光LED?()
A. InGaAlP
B. GaN
LED芯片、灯珠、灯具及制程的100个疑难问题及其解答

LED芯片、灯珠、灯具及其制程的100个疑难问题及其解答1.LED是什么?答LED是英文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,半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光.LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光.第一个商用二极管产生于 1960年.它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好.2.LED为什么是第四代光源(绿色照明)?答:按电光源的发光机理分类:第一代光源:电阻发光如白炽灯.第二代光源:电弧和气体发光如钠灯.第三代光源:荧光粉发光如荧光灯.第四代光源:固态芯片发光如LED.3.LED的发光机理和工作原理有哪些?答: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.4.LED有哪些光学特性?答:1.LED发出的光既不是单色光,也不是宽带光,而是结余二者之间.2.LED光源似点光源又非点光源.3.LED发出光的颜色随空间方向不同而不同.4.恒流操作下的LED的结温强烈影响着正向电压VF.5.LED有哪几种构成方式?答: LED 因其颜色不同,而其化学成份不同:如红色:铝-铟-镓-磷化物绿色和蓝色: 铟-镓-氮化物白色和其它色都是用RGB三基色按适当的比例混合而成的.LED 的制造过程类似于半导体,但加工的精度不如半导体,目前成本仍然较高。
6.各种颜色的发光波长是多少?答:目前国内常用几种颜色的超高亮LED的光谱波长分布为460~636nm,波长由短到长依次呈现为蓝色、绿色、黄绿色、黄色、黄橙色、红色.常见几种颜色LED的典型峰值波长是:蓝色——470nm,蓝绿色——505nm,绿色——525nm,黄色——590nm,橙色——615nm,红色——625nm.7.LED有哪几种封装方式?答:封装方式: 1、引脚式(Lamp)LED封装, 2、表面组装(贴片)式(SMT-LED)封装, 3、板上芯片直装式(COB)LED封装, 4、系统封装式(SiP)LED封装 5. 晶片键合和芯片键合.8.LED有哪几种分类方法?答:1.按发光管发光颜色分按发光管发光颜色分,可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等.另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片.根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。
半导体照明器件的生产线管理与质量控制考核试卷

7.老化测试
8.驱动电流、工作温度
9.光学检测
10.国际电工委员会(IEC)
四、判断题
1. ×
2. ×
3. ×
4. ×
5. √
6. ×
7. √
8. ×
9. ×
10. ×
五、主观题(参考)
1.芯片贴片工艺包括芯片放置、贴片、固化和检测等步骤。这一工艺的重要性在于它直接影响到LED器件的性能和可靠性,包括亮度、色温、寿命等。
B.集成电路
C.线性电源
D.电容器
()
2.以下哪种材料是LED的主要材料?()
A.硅
B.砷化镓
C.铝
D.铜
()
3.在半导体照明器件生产过程中,下列哪项不属于清洗工艺?()
A.热清洗
B.化学清洗
C.超声波清洗
D.激光清洗
()
4.下列哪种检测方法用于检测LED芯片的亮度?()
A.光谱分析
B.分光光度计
C.热阻测试
D.中国国家标准化管理委员会(SAC)
()
14.以下哪些因素会影响LED器件的电气特性?()
A.芯片质量
B.焊接工艺
C.驱动电路
D.环境湿度
()
15.以下哪些方法可以用来检测LED器件的质量?()
A.视觉检测
B.光学检测
C.电学检测
D.环境测试
()
16.以下哪些措施可以提高LED器件的生产效率?()
2.半导体照明器件的主要原材料是_______。()
3.在LED生产过程中,用于固定芯片的工艺称为_______。()
4.评价LED器件光学性能的重要参数之一是_______。()
LED100问

半导体照明(LED) 百题问答上海市光电子行业协会二OO五年二月1、光的本质是什么,物体发光有哪几种方式? (4)2、谓电致发光?半导体发光为何属冷光? (5)4、简单介绍一下LED的发展历史好吗? (5)5、请问照明光源的基本种类与主要性能有哪些? (6)6、如何描述LED的基本特性? (6)7、传统光源相比,LED光源有哪些优点? (8)9、何谓绿色照明光源?它有哪些特点? (8)10、为什么说21世纪将迎来照明产业自爱迪生发明白炽灯以来又一次产业革命? (9)12、哪些产业是LED产业链的构成部分? (10)18、当前我国LED产品与国际先进相比,主要差距在哪里? (10)19.LED的发光源是-—PN结,是如何制成的?哪些是常用来制造LED的半导体材料? (11)22、当前生产超高亮LED的外延方法主要有几种?什么是MOCVD? (11)27、请可否能深入浅出地介绍一下LED芯片的制造流程。
(12)29、通过哪些芯片制造过程中的工艺技术措施,可以提高芯片发光强度与出光效率? (13)30、LED的芯片为什么要分成诸如8mil,9mil...13至22mil,40mil等不同的尺寸?尺寸大小对LED光电特性有哪能些影响? . (15)34、请介绍一下“透明电极”芯片的结构与它的特点? (16)35、什么是“倒装装芯片"(Flip Chip)?它的结构如何?它有哪些优点? (16)36、用于半导体照明的芯片技术的发展主流是什么? (17)37、LED芯片封装成发光二极管一般可以分成哪几种形式?他们在结构上各有什么不同? (17)38、LED芯片封装成器件一般的制造程是什么? (18)39、为什么要将芯片进行封装?封装后的器件比裸芯在性能上有什么不同? (18)41、何谓“一次光学设计”?LED封装中有哪几种出光透镜?他们有何特点? (19)42、大功率LED的封装形式目前常见的有哪几种?他们各自有哪些异同? (20)46、能否简单介绍一下芯片粘结工艺中的“合金粘结”工艺? (20)48、白光LED是通过哪些方法来实现的? (22)49.当前制造白光LED的主流方法是什么? (22)50.白光LED当前具有代表性的产品的水平如何? (22)51.什么是色温?什么是显色指数? (23)52.照明领域对白光LED的光电性能有哪些基本要求? (23)54.LED光源取代传统光源从目前来看还需克服哪些障碍和基本技术关键? (24)55.白光LED的光谱与单色光(红、黄、蓝、紫等)的光谱有些什么区别? (25)56.为什么用太阳能电池与白光LED组合的照明系统被称为“真正的绿色照明”系统? . 26 59.什么是LED的内量子效率?不同的发光波长,假定内量子效率达100%,其电-光效率有何不同? (27)60、LED PN结有源层发出的光子能否100%逸出到空气中? (28)62、能否简述一下提高LED芯片电一光转换效率的意义何在? (28)63、衡量LED器件光电转换优劣的参数主要有哪些? (29)64、单个LED的流明效率与用LED作光源构成的灯具的流明效率有什么异同? (30)65、什么是人眼对光的视觉函数? (31)66、人眼对光的视觉函数这一特点对我们了解LED有什么作用? (32)67、为什么一个蓝光LED在涂上特殊的荧光粉构成白光LED后,其辐射光通量会比蓝光的高出几倍基至十几倍? (32)68、LED在照明应用中,往往要知道这个LED的照度是多少,请问照度的定义是什么?知道了这个LED的辐射光通量,能否求出它的照度? (33)70、请问LED光通量φ与发光强度即光强是否能相互转换? (34)71、LED的发光强度Iv与照度E之间如何进行换算? (35)72、为什么说用积分球来测量LED的光通量时,可以认为:在积分球内表面任一点位置上得到的由另一部分反射出的照度,不受点的位置的影响? (35)73、为什么LED PN结上温度升高会引起它的光电参数退化? (36)75、衡量LED长期使用性能退化的主要指标是什么? (37)76、什么是LED的结温,它是如何产生的? (37)77、简述结温对LED光输出的影响 (38)79.当结温上升时,LED的发光波长与颜色如何变化? (39)80.简述什么是热阻?它的定义和单位是什么? (40)81.LED PN结上最高结温的含义是什么? (41)82.试述LED器件的热阻模型,它由哪些部分构成?各有什么特点? (41)83.为什么说提高光效可降低结温,试述提高光效的主要途径 (43)84.试述热阻在功率LED光源应用中的作用 (44)85、如何减小LED的热阻值 (45)86.请简单介绍一下目前常用的热阻测试方法: (46)87.何谓功率型LED,请介绍一下它的发展概况: (46)90.LED工作时,较好的驱动方法是什么方法? (47)91。
半导体照明器件的驱动电路保护考核试卷

C.温度
D.驱动频率
( )
20.下列哪种电路拓扑在低功耗LED驱动中应用较为广泛?
A.降压转换器
B.升压转换器
C.升降压转换器
D.同步整流降压转换器
( )
二、多选题(本题共20小题,每小题1.5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,至少有一项是符合题目要求的)
1.下列哪些因素会影响LED的光效?
4.降压(Buck)转换器适用于______输入电压大于LED工作电压的情况。()
5.在LED驱动电路中,______元件可以用来滤波和抑制电磁干扰。()
6. LED的亮度和色温受到______、______等因素的影响。()
7.在设计LED驱动电路时,应考虑______和______的匹配,以保证LED的正常工作。()
A. LED芯片的材质
B.驱动电路的设计
C. LED的封装工艺
D.使用环境
( )
2.在LED驱动电路中,以下哪些元件可以用于电流调节?
A.电阻
B.电容
C.电感
D.电流镜
( )
3.下列哪些措施可以提升LED驱动电路的效率?
A.优化电路拓扑
B.使用高效率的开关器件
C.减少电路中的损耗
D.提高工作频率
( )
A.变压器
B.光耦
C.磁耦
D.电阻
( )
三、填空题(本题共10小题,每小题2分,共20分,请将正确答案填到题目空白处)
1.在LED驱动电路中,通常使用______来实现对LED的恒流驱动。()
2.为了防止LED过热,驱动电路中应设计______保护电路。()
3.在PWM调光方式中,通过改变______来实现LED亮度的调节。()
半导体基础知识单选题100道及答案解析

半导体基础知识单选题100道及答案解析1. 半导体材料的导电能力介于()之间。
A. 导体和绝缘体B. 金属和非金属C. 正电荷和负电荷D. 电子和空穴答案:A解析:半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。
2. 常见的半导体材料有()。
A. 硅、锗B. 铜、铝C. 铁、镍D. 金、银答案:A解析:硅和锗是常见的半导体材料。
3. 在纯净的半导体中掺入微量的杂质,其导电能力()。
A. 不变B. 减弱C. 增强D. 不确定答案:C解析:掺入杂质会增加载流子浓度,从而增强导电能力。
4. 半导体中的载流子包括()。
A. 电子B. 空穴C. 电子和空穴D. 质子和中子答案:C解析:半导体中的载流子有电子和空穴。
5. P 型半导体中的多数载流子是()。
A. 电子B. 空穴C. 正离子D. 负离子答案:B解析:P 型半导体中多数载流子是空穴。
6. N 型半导体中的多数载流子是()。
A. 电子B. 空穴C. 正离子D. 负离子答案:A解析:N 型半导体中多数载流子是电子。
7. 当半导体两端加上电压时,会形成()。
A. 电流B. 电阻C. 电容D. 电感答案:A解析:电压作用下,半导体中有电流通过。
8. 半导体的电阻率随温度升高而()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 先增大后减小答案:B解析:温度升高,载流子浓度增加,电阻率减小。
9. 二极管的主要特性是()。
A. 单向导电性B. 放大作用C. 滤波作用D. 储能作用答案:A解析:二极管具有单向导电性。
10. 三极管的三个电极分别是()。
A. 基极、发射极、集电极B. 正极、负极、地极C. 源极、漏极、栅极D. 阳极、阴极、控制极答案:A解析:三极管的三个电极是基极、发射极、集电极。
11. 场效应管是()控制器件。
A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电容答案:B解析:场效应管是电压控制型器件。
12. 集成电路的基本制造工艺是()。
A. 光刻B. 蚀刻C. 扩散D. 以上都是答案:D解析:光刻、蚀刻、扩散都是集成电路制造的基本工艺。
半导体照明器件的耐候性测试考核试卷

10.定期对户外LED照明器件进行____,可以及时发现并解决潜在问题,延长使用寿命。
四、判断题(本题共10小题,每题1分,共10分,正确的请在答题括号中画√,错误的画×)
1. LED照明器件在低温环境下性能不会受到影响。()
四、判断题
1. ×
2. √
3. ×
4. ×
5. √
6. ×
7. √
8. ×
9. ×
10. √
五、主观题(参考)
1.耐候性测试包括高温存储、低温启动、湿度测试、盐雾测试等,目的是确保LED照明器件在极端环境下能稳定工作,延长使用寿命。
2.关键因素有材料选择、散热设计、封装工艺。在实际中,应选用耐候性好的材料,优化散热结构设计,提高封装工艺水平。
半导体照明器件的耐候性测试考核试卷
考生姓名:__________答题日期:_______年__月__日得分:_________判卷人:_________
一、单项选择题(本题共20小题,每小题1分,共20分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.半导体照明器件中,哪种材料的耐候性相对较差?()
A. GaN
B. InGaN
C. AlGaInN
D. SiC
2.下列哪种因素不会影响半导体照明器件的耐候性?()
A.温度
B.湿度
C.电压
D.紫外线
3.在进行耐候性测试时,以下哪个参数不是衡量LED寿命的关键指标?()
A. L70寿命
B.光通量维持率
C.色温变化
D.亮度
4.以下哪个环境对半导体照明器件的耐候性影响最小?()
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半导体照明(LED)百题问答上海市光电子行业协会二OO五年二月1、光的本质是什么,物体发光有哪几种方式? (4)2、谓电致发光?半导体发光为何属冷光? (5)4、简单介绍一下LED的发展历史好吗? (5)5、请问照明光源的基本种类与主要性能有哪些? (6)6、如何描述LED的基本特性? (6)7、传统光源相比,LED光源有哪些优点? (8)9、何谓绿色照明光源?它有哪些特点? (8)10、为什么说21世纪将迎来照明产业自爱迪生发明白炽灯以来又一次产业革命? (9)12、哪些产业是LED产业链的构成部分? (10)18、当前我国LED产品与国际先进相比,主要差距在哪里? (10)19.LED的发光源是——PN结,是如何制成的?哪些是常用来制造LED的半导体材料? (11)22、当前生产超高亮LED的外延方法主要有几种?什么是MOCVD? (11)27、请可否能深入浅出地介绍一下LED芯片的制造流程。
(12)29、通过哪些芯片制造过程中的工艺技术措施,可以提高芯片发光强度与出光效率? (13)30、LED的芯片为什么要分成诸如8mil,9mil...13至22mil,40mil等不同的尺寸?尺寸大小对LED光电特性有哪能些影响? . (15)34、请介绍一下“透明电极”芯片的结构与它的特点? (16)35、什么是“倒装装芯片”(Flip Chip)?它的结构如何?它有哪些优点? (16)36、用于半导体照明的芯片技术的发展主流是什么? (17)37、LED芯片封装成发光二极管一般可以分成哪几种形式?他们在结构上各有什么不同? (17)38、LED芯片封装成器件一般的制造程是什么? (18)39、为什么要将芯片进行封装?封装后的器件比裸芯在性能上有什么不同? (18)41、何谓“一次光学设计”?LED封装中有哪几种出光透镜?他们有何特点? (19)42、大功率LED的封装形式目前常见的有哪几种?他们各自有哪些异同? (20)46、能否简单介绍一下芯片粘结工艺中的“合金粘结”工艺? (20)48、白光LED是通过哪些方法来实现的? (21)49.当前制造白光LED的主流方法是什么? (22)50.白光LED当前具有代表性的产品的水平如何? (22)51.什么是色温?什么是显色指数? (22)52.照明领域对白光LED的光电性能有哪些基本要求? (23)54.LED光源取代传统光源从目前来看还需克服哪些障碍和基本技术关键? (23)55.白光LED的光谱与单色光(红、黄、蓝、紫等)的光谱有些什么区别? (25)56.为什么用太阳能电池与白光LED组合的照明系统被称为“真正的绿色照明”系统?25 59.什么是LED的内量子效率?不同的发光波长,假定内量子效率达100%,其电-光效率有何不同? (26)60、LED PN结有源层发出的光子能否100%逸出到空气中? (27)62、能否简述一下提高LED芯片电一光转换效率的意义何在? (28)63、衡量LED器件光电转换优劣的参数主要有哪些? (29)64、单个LED的流明效率与用LED作光源构成的灯具的流明效率有什么异同? (30)65、什么是人眼对光的视觉函数? (31)66、人眼对光的视觉函数这一特点对我们了解LED有什么作用? (31)67、为什么一个蓝光LED在涂上特殊的荧光粉构成白光LED后,其辐射光通量会比蓝光的高出几倍基至十几倍? (32)68、LED在照明应用中,往往要知道这个LED的照度是多少,请问照度的定义是什么?知道了这个LED的辐射光通量,能否求出它的照度? (33)70、请问LED光通量φ与发光强度即光强是否能相互转换? (34)71、LED的发光强度Iv与照度E之间如何进行换算? (34)72、为什么说用积分球来测量LED的光通量时,可以认为:在积分球内表面任一点位置上得到的由另一部分反射出的照度,不受点的位置的影响? (35)73、为什么LED PN结上温度升高会引起它的光电参数退化? (36)75、衡量LED长期使用性能退化的主要指标是什么? (36)76、什么是LED的结温,它是如何产生的? (37)77、简述结温对LED光输出的影响 (38)79.当结温上升时,LED的发光波长与颜色如何变化? (39)80.简述什么是热阻?它的定义和单位是什么? (40)81.LED PN结上最高结温的含义是什么? (40)82.试述LED器件的热阻模型,它由哪些部分构成?各有什么特点? (41)83.为什么说提高光效可降低结温,试述提高光效的主要途径 (42)84.试述热阻在功率LED光源应用中的作用 (43)85、如何减小LED的热阻值 (44)86.请简单介绍一下目前常用的热阻测试方法: (45)87.何谓功率型LED,请介绍一下它的发展概况: (46)90.LED工作时,较好的驱动方法是什么方法? (47)91.有哪些常用的恒流驱动LED的方法?请作简单介绍。
(48)93.如何实现LED的调光、调色?请举一简单例子说明。
(50)94、LED的“寿命”是什么样一种概念?什么是“浴盆”曲线? (52)95、LED失效的判据是什么?失效率又如何? (54)98、是否可以通过试验来剔除早期失效的LED? (54)99、什么是静电破坏?哪些类型的LED容易受静电破坏导致失效? (55)101、从哪些方面着手改进和注意可以提高LED在应用中的可靠性,降低失效率? (56)102、LED要进入照明领域还存在哪些问题,还要做哪些工作? (57)1、光的本质是什么,物体发光有哪几种方式?光是一种能量的形态,它可以从一个物体传播到另一个物体,其中无需任何物质作媒介。
通常将这种能量的传递方式谓之辐射,其含义是能量从能源出发沿直线(在同一介质内)向四面八方传播。
关于光的本质,早在十七世纪中叶就被牛顿与麦克斯韦分别以“微粒说”、“波动说”进行了详细探讨,并成为当前所公论的光具有“波粒二重性”的理论基础。
约100多年前,人们又进一步证实了光是一种电磁波,更严格地说,在极为宽、阔的电磁波谱大家族中。
可见光的光波只占有很小的空间,如表1-1所示。
其波长范围处在380nm-770nm之间,包含了人眼可辩别的紫、靛、蓝、绿、橙、红七种颜色,它的长波方向是波长范围在微米量级至几十千米的红外线、微波及无线电波区域;它的短波端是紫外线、x射线、r射线,其中r射线的波长已小到可与原子直径相比拟。
物体的发光方式通常可分成二类,即热光与冷光。
所谓热光又称之谓热辐射,是指物质在高温下发出的热。
在热辐射的过程中,特内部的能量并不改变,通过加热使辐射得以进行下去,低温时辐射红外光、高温时变成白光。
众所周知,当钨丝在真空式惰性气氛中加热至很高的温度,即会发出灼眼的白光。
其实,太阳光就是一种最为常见的白光,三棱镜可将太阳光分解成上述的七种颜色,实验已证明,只要采用其中的蓝、绿、红三种颜色,即可合成自然界中所有色彩,包括白色的光,我们通常将蓝、绿、红三种颜色称之为三原色。
冷光是从某种能源在较低温度时所发出的光。
发冷光时,某个原子的一个电子受外力作用从基态激发到较高的能态。
由于这种状态是不稳定的,该电子通常以光的形式将能量释放出来,回到基态。
由于这种发光过程不伴随物体的加热,因此将这种形式的光称之为冷光。
按物质的种类与激发的方式不同,冷光可分为各种生物发光、化学发光、光致发光、阴极射线发光、场致发光、电致发光等多种类别。
萤火虫、荧光粉、日光灯、EL发光、LED发光等均是一些典型的冷光光源。
2、何谓电致发光?半导体发光为何属冷光?所谓电致发光是一种直接电能转换成光能的过程。
这种发光不存在尤如白炽灯那样先将电能转变成热能,继而使物体温度升高而发光的现象,故将这种光称之为冷光。
通常有二种电致发光现象,EL屏是利用固体在电场作用下的发光现象所制成的光源,荧光材料在电场作用下,导带中的电子被加速到足够高的能量并撞击发光中心,使发光中心激发或电离,激活的发光中心回到基态或与电子复合而发光,荧光材料(ZnS)中不同的激活剂决定了发光的颜色。
第二类电致发光又称之为注入式场致发光,LED与LD就属于这类发光过程。
电致发光实际上也是一种能量的变换与转移的过程。
电场的作用使系统受到激发,将电子由低能态跃迁到高能态,当他们从高能态回到低能态时,根据能量守衡原理,多余的能量将以光的形式释放出来,这就是电致激发发光。
发光波长取决于电子的能量差:△E=hν=h²c/λ=1.24λ(2-1)其中△E= E1 —E2 ,E是发射光子所具有的能量,以电子伏特为单位。
λ为光子波长,以毫微米为单位。
由式(2-1)可知,激发电子的能量差△E越高,所发出的电子波长就越短,颜色发生蓝移,所之,激发电子能量差变小,所发光子的波长就会红移。
4、简单介绍一下LED的发展历史好吗?半导体P-N结发光现象的发现,可追溯到上世纪二十年代。
法国科学家O.W.Lossow在研究SiC检波器时,首先观察到了这种发光现象。
由于当时在材料制备、器件工艺技术上的限制,这一重要发现没有被迅速利用。
直至四十年后,随着Ⅲ-Ⅴ族材料与器件工艺的进步,人们终于研制成功了具有实用价值的发射红光的GaAsP发光二级管,并被GE公司大量生产用作仪器表指示。
此后,由于GaAs、Gap等材料研究与器件工艺的进一步发展,除深红色的LED外,包括橙、黄、黄绿等各种色光的LED器件也大量涌现于市场。
出于多种原因,Gap、GaAsP等LED器件的发光效率很低,光强通常在10mcd以下,只能用作室内显示之用。
虽然AlGaAs材料进入间接跃进型区域,发光效率迅速下降。
跟随着半导体材料及器件工艺的进步,特别是MOCVD等外延工艺的日益成熟,至上世纪九十年代初,日本日亚化学公司(Nichia)与美国的克雷(Cree)公司通过MOCVD技术分别在蓝宝石与SiC衬底上生长成功了具有器件结构的GaN基LED外延片,并制造了亮度很高的蓝、绿及紫光LED器件。
超高亮度LED器件的出现,为LED应用领域的拓展开辟了极为绚丽的前景。
首先是亮度提高使LED器件的应用于从室内走向室外。
即使在很强的阳光下,这类cd级的LED管仍能熠熠发亮,色彩斑斓。
目前已大量应用于室外大屏幕显示、汽车状态指示、交通信号灯、LCD背光与通用照明领域。
超高亮LED的第二个特征是发光波长的扩展,InGaAlP器件的出现使发光波段向短波扩展到570nm的黄绿光区域,而GaN基器件更使发光波长短扩至绿、蓝、紫波段。
如此,LED器件不但使世界变得多彩,更有意义的是使固态白色照明光源的制造成为可能。
与常规光源相比,LED器件是冷光源,具有很长的寿命与很小的功耗。
其次,LED器件还具有体积小,坚固耐用,工作电压低,响应快,便于与计算机相联等优点。