LED基础知识介绍
《LED灯基础知识》PPT课件
一、什么是LED灯
• LED是英文light emitting diode的缩写,即：光线激发二极 管,属于一种半导体元器件.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.PN结 加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光.这种利用注入 式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED.当 它处于正向工作状态时<即两端加上正向电压>,电流从 LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同 颜色的光线,光的强弱与电流有关.打个比方,LED就像一个 汉堡,可以发光的材料是夹层中的"肉饼",而上下的电极就是 夹肉的面包.
• 11.发光效率高：发热小,90%的电能转化为可见光〔普通 白炽灯80%的电能转化为热能,仅有20%电能转化为光能〕
二、LED光源的优点
• 12.安全系数高：所需电压、电流较小,发热较小,不产生安 全隐患,于矿场等危险场所.〔LED使用低压直流电即可驱 动,对使用环境要求较低〕
• 13.市场潜力大：低压、直流供电,电池、太阳能供电,于边 远山区及野外照明等缺电、少电场所.
• 2.按发光二极管的结构分：有全环氧包封、金属底座环氧 封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构.
四、LED的分类
• 3.按发光管出光面特征分：圆灯、方灯、矩形、面发光管、 侧向管、表面安装用微型管等.圆形灯按直径分为φ2mm、 φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等.国外通 常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1 〔3/4〕；把φ4.4mm的记作T-1〔1/4〕.
LED基础知识
（一）LED简介1、 LEDLED为Light Emitting Diode(发光二极管)的缩写。
LED是一种半导体固体器件，LED的最显著优点是使用节能，环保，和使用寿命长。
由于采用了鎵、砷、磷三种元素，所以俗称这些LED为三元素发光管。
而GaN（氮化镓）的蓝光 LED 、GaP 的绿光 LED和GaAs红外光LED，被称为二元素发光管。
而目前最新的工艺是用混合铝(Al)、钙(Ca) 、铟(In)和氮(N)四种元素的AlGaInN 的四元素材料制造的四元素LED，可以涵盖所有可见光以及部份紫外光的光谱范围。
2.LED照明术语波长：光的色彩强弱是可以通过数据来描述，这种数据叫波长。
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同步方式运行，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。
LED基础知识培训分解
(六) LED的分类
1． 按发光管发光颜色分
• 白色是红绿蓝三色按亮度比例混合而成，当光线 中绿色的亮度为69%，红色的亮度为21％，蓝色 的亮度为10％时，混色后人眼感觉到的是纯白色。 但LED红绿蓝三色的色品坐标因工艺过程等原因 无法达到全色谱的效果，而控制原色包括有偏差 的原色的亮度得到白色光，称为配色。
• LED不但色彩饱和，而且设计灵活，此外，与传 统白光源相比，LED节能80~90% ，并且光束不 产生热量。
由于红外发光二极管，它发射1～3μm的 红外光，人眼看不到。通常单只红外发光二极管 发射功率只有数mW，不同型号的红外LED发光 强度角分布也不相同。红外LED的正向压降一般 为1.3～2.5V。正是由于其发射的红外光人眼看 不见，所以利用上述可见光LED的检测法只能判 定其PN结正、反向电学特性是否正常，而无法 判定其发光情况正常否。为此，最好准备一只光 敏器件(如2CR、2DR型硅光电池)作接收器。用 万用表测光电池两端电压的变化情况。来判断红 外LED加上适当正向电流后是否发射红外光。
(八) LED安装使用注意事项
1. 使用电流 a) 由于LED具有随着电压稍加而电流迅速增加之特性； b) 过高的电流会引起LED灯的烧毁或亮度的衰减； c) 在使用时应加一个电阻与LED灯串联，起到限流作用； d) LED应在相同的电流条件下工作，一般建议通LED的电
流为15~19mA。
Hale Waihona Puke 2. 亮度的测试和产品使用说明第一部分：基础知识篇
LED基本理论知识(配图完整版)
LED基本理论知识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发光原理图1 发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP Array（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*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a.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。
b.最大正向直流电流I F m：允许加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
c.V R m：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。
LED及其灯管重要基础知识点
LED及其灯管重要基础知识点一、LED的定义与原理LED（Light Emitting Diode）即发光二极管，是一种半导体器件。
其原理是基于发光材料在电流作用下发生光致发光的现象。
在正向电压作用下，电子从n区向p区注入，与空穴复合时释放出能量，产生可见光。
LED能够转换电能为光能，具有高效、长寿命、低功耗等特点。
二、LED的主要特点与优势1. 高效节能：LED具有较高的光电转化效率，能够将电能转化为可见光，相较传统灯泡，能够实现更低的能耗；2. 长寿命：LED的寿命一般可达数万到数十万小时，远远超过传统光源，减少了更换灯泡的频率；3. 色彩丰富：通过控制不同发光材料的配比和电流，LED能够实现多种颜色的发光，满足不同场景的需求；4. 快速开启与调光：相较于传统光源，LED能够瞬间点亮，不需要预热时间，并且可以通过调节电流实现亮度的调节；5. 环保无污染：LED不含有汞、铅等有害物质，在使用过程中无紫外线和红外线辐射，对环境和人体健康无害。
三、LED灯管的种类与应用1. 直插式LED灯管：通常用于取代传统荧光灯管，可直接替换传统的T5、T8荧光灯管，广泛应用于室内照明，如办公场所、商业建筑等；2. 灯头式LED灯管：其灯体形状与传统灯泡相似，可直接插入灯座使用，适用于家庭照明，如客厅、卧室等；3. 射灯式LED灯管：主要用于照明装饰，可安装在天花板、墙壁等位置，用于商场、酒店、展厅等场所；4. 路灯式LED灯管：用于城市路灯照明，具有高亮度和远距离照明的特点，可提高道路亮度，提供更好的交通安全。
四、选购LED灯管的要点1. 色彩指数（CRI）：高色彩指数表示LED能够还原物体的真实色彩，一般需选择CRI大于80的产品；2. 功率与亮度：根据实际需求选择合适的功率和亮度，注意与传统光源的对比；3. 发光角度：发光角度决定了LED照明范围，根据照明场景选择合适的发光角度；4. 品牌与质量：选购时注意选择品牌知名度高、质量有保证的LED灯管，以确保其性能与使用寿命。
LED基础知识介绍
LED基础知识介绍LED，全称为Light Emitting Diode（发光二极管），是一种半导体器件。
与传统的发光方式不同，LED通过半导体材料发出可见光，其主要原理是电导带和价带之间的电子跃迁。
一、LED的结构LED由四个基础部件组成：1.发光体：由半导体材料构成，其中有N型材料和P型材料，通过电子和空穴再复合从而发出光。
2.引线极：引线极连接发光体和外部电源，起到导电和固定作用。
3.导电板：位于引线极下方，用于分布电流和散发热量。
4.外壳：保护LED内部结构的外部壳体。
二、LED的工作原理当LED两端施加电压时，N型材料中的电子和P型材料中的空穴在P–N结附近会发生复合。
这个过程中，电子跃迁到低能级并释放出能量，即发出可见光。
根据材料的不同，LED可以发出不同的光谱，从红色到紫色。
三、LED的优点1.能效高：LED是一种高效光源，其能量转换效率高，较少能量转化为热能。
2.寿命长：LED寿命可达数万小时，远超其他照明设备。
3.响应速度快：LED瞬间响应，无需预热时间。
4.尺寸小：LED小巧轻便，方便安装和维护。
5.环保节能：LED不含汞等有害物质，使用过程中也不会排放有害气体。
四、LED的缺点1.价格较高：LED的制造成本相对较高，使得其价格相对较高。
2.色彩损失：LED在长期使用过程中，会逐渐发生光衰，颜色会发生变化。
五、LED的应用领域1.照明领域：由于其高效节能的特点，LED已经成为照明行业的主流光源。
2.显示屏：LED显示屏具有高亮度、高对比度和清晰度等优点，在舞台演出、广告宣传等领域得到广泛应用。
3.汽车照明：LED的亮度较高，可以用于汽车前照灯、尾灯和转向灯等。
4.室内装饰：LED可以制造出不同颜色和亮度的光，广泛应用于室内装饰照明中，如楼梯、墙壁和天花板的装饰等。
5.电子产品：LED在电子产品中的应用非常广泛，如电视、手机、电脑等显示屏。
总结：LED作为一种高效节能的光源，具有很多优点，如能效高、寿命长、响应速度快等。
LED基础必学知识点
LED基础必学知识点
1. LED的全称为“Light Emitting Diode”，即发光二极管。
它是一种能够将电能转化为光能的电子元器件。
2. LED具有节能高效的特点，相较于传统的白炽灯泡或荧光灯，LED 的光效更高，能够有效降低能源消耗。
3. LED的发光原理是通过半导体材料中的电子和空穴的复合释放出能量，进而产生光。
4. LED有不同的发光颜色，包括红、绿、蓝和白等。
这是通过控制半导体材料的组分和结构来实现的。
5. LED的亮度可以通过调节电流大小来控制。
较高的电流能够使LED 更亮，但也会增加能耗和发热。
6. LED的寿命较长，通常能够达到数万小时以上。
这是由于LED没有灯丝和荧光粉等易损部件。
7. LED还具有快速开启、抗震动、体积小等优点，适用于各种不同的应用场景。
8. LED可以用作指示灯、照明灯具、显示屏等各种应用。
在数字显示方面，LED数字管和LED点阵屏是常见的应用形式。
9. LED的工作电压一般在1.5-3.5伏之间，具体取决于不同的颜色和型号。
10. 在电路设计中，通常需要驱动电路来驱动LED工作。
这可以通过限流电阻、电流调节电路或专用的LED驱动器来实现。
需要注意的是，以上是LED基础知识的一般内容，具体的知识点还会涉及到LED的驱动方式、电压兼容性、色温等更加详细的相关知识。
LED 基础必备知识
LED一、基本术语：1、正向电压VF 单位：v 伏特LED从P极至N极流过20mA电流时，LED两端电压为正向电压。
2、反向电流IR 单位：uA 微安LED两端反向加5V电压，N极至P极流过的电流为反向电流。
3、亮度IV 单位：cd 坎德拉mcd 毫坎德拉人能看到的辐射线叫光。
一单位时间内发出射线的能量为1流明。
一单位立体角发出1流明的光称为1坎德拉。
4、波长入单位：nm 纳米 1 nm=10-9m光是电磁波，波长决定颜色。
人能看到的光波：380nm—780nm，波长短寿命短。
入P---峰值波长入D1/2两个半功率角的和。
以下光强分布曲线图说明该LED视角为30度。
二、日氩LED可靠性试验检测标准如下，其它LED以此作参考。
1、测试项目及结果标准及方法：JISC7021（1997）A-1三、注意事项：（一）安装条件1、安装管脚时，管脚弯曲应在距胶体底部3mm处或之外弯曲；不要将管脚的底部作为支点。
2、焊接前先插件，不要在管脚步底部施加任何压力，因力会导致对LED的破坏。
3、插件管脚与插孔要在一直线上。
（二）焊接条件1、最大允许条件焊接：烙铁≤30W，温度≤300℃，时间≤3S，焊接位置≥3mm浸锡：预热≤100℃，预热时间≤60S，浸炉温度≤260℃，浸锡时间≤5S，浸锡位置≥3mm2、高温时，不能给管脚施加压力。
3、焊接后不要改变LED位置。
4、LED焊接后恢复常温前，胶体要避免机械冲击或振动。
5、要在室温下切脚。
（三）热的产生：0.5℃/mW（四）静电和振荡会损坏LED建议：1、操作时要配戴静电环、静电手套2、仪器设备，机械接地。
3、检测最终产品是否被静电损坏。
方法：通1mA电流LED是否发光，发光即为良品，不发光即击穿。
（五）化学物质影响LED环氧树脂变质、变色。
四、LED发光二极管主要检验内容及标准（参考）1、外尺寸GB2828-87 AQL=0.65①胶体尺寸：长、宽、高是否符合规格书尺寸，误差±0.1②卡位尺寸：2002年规定误差±0.2③管脚间距：规格书±0.2④切脚尺寸：⑤管脚横截面尺寸：2、外观GB2828-87 AQL=0.65①胶体尺寸：多胶少胶±0.2②胶体颜色、管腿颜色：变色、氧化、腐蚀③偏心：芯片偏离LED中心1/2位置④气泡：＞0.2mm或＞晶片1/3尺寸NG⑤杂物：＞0.2mm NG⑥外伤：3、光学特性①发光强度IV GB2828-87 AQL=0.1分档范围：1∶（1.3～1.5）为一档通用性：可选择邻近档次混用，以20mA点亮比较为准。
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在芯片上蒸镀引线电极
————光刻
将清洁样品放入甩胶台 平行紫外光束
甩胶
光刻版 在甩胶台上涂上感光胶
曝光
部分感光胶被感光
显影
把被感光的胶去除获得所需图形
————芯片转移 (bonding)
镀了金属的硅片 去除原来芯片上的硅片 芯片转移到了新的硅片上
芯片
芯片和新的硅片连成一体
————离子刻蚀
将不需挖槽的地方用感光胶保护保护
N电极
层 结（发光层） 层
P电极
LED芯片结构示意图
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
LED发光原理示意图
LED电参数 (1)正向工作电流IF 它是指LED正常发光时的正向电流值。在实 际使用中应根据需要选择IF在0.6· IFm以下 (2)正向工作电压VF (3) V-I特性
• 4)POWER LED,功率型LED.有別于以上三 种LED封装形式,前三种LED是小功率LED, 其消耗功率只有mW級,POWER LED目前 其功率指标在1W或以上,市場上已推出 1W,3W,5W,10W,20W及100W模組.小功率 LED芯片尺寸一般较小,从8到18mil左右,不 足以承载高电流密度分布,因此大功率芯片 一般设计在40mil以上,电极也被设计成各种 各样的梳状结构.
LED制造过程
衬底 制备
外延材 料生长
制造 芯片
封装 成品
外延材料生长
————化学气相沉积氮化镓薄膜
将洁净的硅片放进反应炉
(MOCVD) 衬底处理、清洗
在硅片上沉积N型导电层
外延
在N型导电层上沉积发光层
在发光层上沉积P型导电层
放有LED衬底的MOCVD反应管
芯片制造
————真空电子束蒸发
在洁净的硅片上蒸镀金属薄膜
参数表中给出的工作电压是在给定的正向电 流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。 可见光LED正向工作电压VF一般在1.6～4V 之间。在外界温度升高时，VF将下降。该 参数与发光材料本身的特性、芯片制造工 艺都有关系。通常情况下，LED的波长越短 （即颜色从红色往紫色偏移的方向），VF 越高。
2.LED发光原理
• LED 是取自 Light Emitting Diode 三个词的 缩写，中文译为“发光二极管”，顾名思 义发光二极管是一种可以将电能转化为光 能的电子器件，具有二极管的特性。LED的 基本结构是一块电致发光的半导体芯片， 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。 使用不同的半导体发光材料制备的LED可以 发出从红外到紫外间不同波长的光线，除 此之外还可以通过混色制成白光LED。
LED基础知识介绍
报告人:莫春兰
内容
1. LED 应用
2. LED发光原理 3. 我们的生产线上LED的制备过程及所涉及 的工序
1).交通信号灯
2).显示屏用LED
户内屏
户外屏
3).照明和指示用LED
4).背光源
5).数码管用LED
LED封装形式
• 1)LED LAMP主要用于,户外显示号灯,电子设备指示灯
• 2)SMD LED(贴片型)主要用于数码产品,如 7inch以下液晶背光,数码相机闪光灯,室內高 像素全彩显示屏,键盘输入设备,如手机按键 等.
• 3)LED DISPLAY,数码显示器类型和点矩阵 类型.它是把LED Chip（LED芯片）固定在 指定的PCB上,然后邦定,初測,封胶,烘烤, 再 測是良品后,就可以組裝成应用成品了.数码 显示器,主要合适于各种类型的计数器,数字 显示,比如电压表,电流表.点矩阵显示器,可 以用于室內显示屏组装大屏
没有感光胶保护的地方被离子挖掉
划片
测试
坏管芯
分选包括自动 和手工分选
谢谢！
LED的电压与电流的关系可用图4表示。 在正向电 压小于某一值（称阈值）时，电流极小，不发光。 当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加 而发光。当反向加较小电压时，没有电流，当电 压达到某一值时，反向电流迅速增加乃至击穿， 该值称为击穿电压(VB)。击穿电压的大小跟半导 体材料本身的特性、材料制备工艺和芯片结构、 芯片制造工艺都有密切关系。正常情况下，当反 向电压小于VB时，反向电流极小，但由于存在材 料缺陷等原因，往往能够测量到一定的漏电流。 因此在一给定电压下，测量漏电流的大小是表征 LED质量的一个重要参数。