3发光二极管解析
二极管的总结(汇总3篇)
二极管的总结第1篇别看二极管是基础元器件，但是他的种类很多，根据资料博主总结了一下：对于我们一般二极管选型使用来说，都是以用途来选择，所以我们主要是从用途上来说明一下这些不同二极管的使用场景。
当然，根据博主自己的工作领域，对于有些二极管说明会详细写，有一些会简单些，带标题的都是常用的，其他的用得少不常用简单描述一下= =！。
在单片机领域，xxx二极管现在用得也越来越多的，在防反接保护电路场合基本都是使用的xxx二极管，比如：SS34，SS12，B5819W 等。
对于xxx二极管，需要特别说明，它不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的，而是利用金属与半导体接触形成的金属－半导体结原理制作的。
所以也xxx二极管也称为金属－半导体（接触）二极管或表面势垒二极管，它是一种热载流子二极管。
特点：开关频率高，为反向恢复时间极短(可以小到几纳秒)，正向压降低，正向导通压降仅左右。
缺点：耐压比较低，漏电流稍大些。
用途：多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管，也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号xxx二极管使用。
在通信电源、变频器等中比较常见。
<3 xxx二极管不是 PN 结而是金属-半导体结，最主要特点导通压降小。
TVS（Transient Voltage Suppressors），即瞬态电压抑制器，又称雪崩击穿二极管。
TVS有单向与双向之分，单向TVS一般适用于直流电路，双向TVS一般适用于交流电路中，其实双向也可以用于直流电路之中。
TVS管的工作原理：TVS管在电路中一般工作于反向截止状态，不影响电路的任何功能，当两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度（最高达1/(10^12)秒）使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。
干扰脉冲过去后，TVS又转入反向截止状态。
由于在反向导通时，其箝位电压低于电路中其它器件的最高耐压，因此起到了对其它元器件的保护作用。
LED发光二极管原理(图文)讲解学习
LED发光二极管原理（图文）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。
发光二极管(LED)简介
光管
彩灯
交通信号灯
手机显示屏的背光源
LED的主要市场
汽车市场：车用市场是ＬＥＤ运用发展 最快的市场，主要用于车内的仪表盘、 空调、音响等指示灯及内部阅读灯，车 外的第三刹车灯、尾灯、转向灯、侧灯 等
LED的主要市场（续1）
背光源市场：ＬＥＤ作为背光源已普遍运用于 手机、电脑、手持掌上电子产品及汽车、飞机 仪表盘等众多领域。 交通灯市场：由于红、黄、绿光LED有亮度高、 寿命长、省电等优点，在交通信号灯市场的需 求大幅增加。厦门市自2000年采用第一座LED 交通信号灯后，如今全市100多座交通信号灯 已有近70％更换为LED，上海市则明文规定， 新上的交通信号灯一律采用LED。
步骤
工艺
A
先在GaP 衬底上外延生长一层较 厚的N型重掺杂的GaP ：N
再生长一层P型掺杂的GaP 外延层
B
C
将圆片正面与背面金属化，并将 其正面蚀刻出电极图形即可
举例：蓝光LED的工艺
基板
N_GaN 基板
P_GaN N_GaN 基板
蚀刻
N型接触
P型接触
金垫
二氧化硅
切割 上视图
切割 侧视图
特殊工作照明和军事运用：由于LED光源 具有抗震性、耐候性，密封性好，以及 热辐射低、体积小、便于携带等特点， 可广泛应用于防爆、野外作业、矿山、 军事行动等特殊工作场所或恶劣工作环 境之中。
LED的主要市场（续4）
其它应用：LED还可用于玩具、礼品、手 电筒、圣诞灯等轻工产品之中，我国作 为全球轻工产品的重要生产基地，对LED 有着巨大的市场需求。
发光二极管简介
它是的一种，可以把电能转化成；常简写为LED。
发光与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有。
当给发光二极管加上后，从P区注入到N区的和由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。
不同的中电子和空穴所处的能量不同。
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，则发出的光的越短。
常用的是发红光、绿光或的二极管。
发光二极管的约5伏。
它的正向很陡，使用时必须串联限流以控制通过管子的。
限流电阻R可用下式计算：公式R＝（E－UF）／IF式中E为电源电压，UF为LED的，IF为LED的一般工作电流发光二极管物理特性式中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，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。
发光二极管与小和氖灯相比，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显示器。
把它的管心做成条状，用7条条状的组成7段式半导体，每个数码管可显示0～9十个数目字。
发光原理50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。
LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，发光二极管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，然后四周用密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。
发光二极管的核心部分是由和N型半导体组成的，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。
在某些半导体材料的PN结中，注入的少数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。
发光二极管工作原理
发光二极管工作原理
发光二极管（Light Emitting Diode，LED）是一种能够发出可
见光的半导体器件。
它的工作原理基于半导体材料的电子能带结构和电子能级跃迁的特性。
当一个电压被施加在发光二极管两端时，电流会在其内部流动。
发光二极管的结构由一个P型半导体和一个N型半导体构成。
在P型半导体一侧，多数载流子是空穴；在N型半导体一侧，多数载流子是电子。
电流的流动会导致P型半导体一侧的空穴和N型半导体一侧
的电子相遇。
当它们重组时，它们会释放出能量，这些能量以光子的形式发射。
光子的能量取决于能级跃迁的差异。
发光二极管的材料（通常为硅和氮化镓）具有特定的带隙能量，这决定了发射的光的波长。
选择不同的材料可以得到不同颜色的光。
为了控制发光二极管的亮度，可以通过控制施加在其两端的电流来实现。
增加电流会增加电子和空穴的重组速率，从而增加发光二极管的亮度。
发光二极管的优点包括高效能、长寿命、低功耗和小尺寸。
它们被广泛应用于各种领域，如照明、显示、通信和传感器等。
发光二极管技术介绍
LED在医疗领域也有广泛应用， 如LED手术灯、LED治疗仪等。
02 发光二极管的种类
可见光发光二极管
总结词
可见光发光二极管是应用最广泛的发光二极管，能够发出人类肉眼可见的光线。
详细描述
可见光发光二极管通常由镓、砷、磷等元素组成的化合物，通过电子与空穴的 结合产生光子，发出不同颜色的光线。常见的颜色有红、绿、蓝、黄等。
在需要快速变化的光源或显示器中，LED的高响应速度可以带来更好的视觉效果来自和动态性能。耐冲击和震动
LED具有较强的耐冲击和震动能力， 能够在恶劣的环境条件下稳定工作。
这使得LED在需要承受振动或冲击的 场合，如车辆、船舶、飞机等，成为 理想的光源选择。
低电压工作
LED可以在低电压下工作，通常只需要几伏特的直流电压即可点亮。
LED由半导体材料制成，其核心 是PN结，当正向电流通过时，电 子与空穴结合，释放出能量，并 以光子的形式发出可见光。
发光二极管工作原理
LED的工作原理基于PN结的载流子复合效应。当正向偏置电 压加在LED上时，电流从阳极流向阴极，电子与空穴在PN结 附近相遇并复合，释放出能量，以光子的形式发出可见光。
LED的发光效率随着技术的不断进步 而提高，目前已经广泛应用于各种照 明和显示领域。
长寿命
LED具有较长的使用寿命，通常可达数万小时，大大超过 了传统光源的寿命。
由于LED的寿命长，可以减少更换灯泡和维护的成本，同 时也降低了对环境的影响。
快速响应速度
LED的响应速度非常快，可以在微秒级别内达到最大亮度，使得LED成为高速或 瞬态变化的理想选择。
LED的光输出量与电流成正比，通过调节电流可以控制LED的 光输出。
发光二极管的应用领域
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。
（二）LED的特性1．极限参数的意义（1）同意功耗Pm:同意加于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：同意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：所同意加的最大反向电压。
发光二极管---讲解资料
2.二极管的分类
发光二极管分类
激光二极管具有高速切换、小发热量和易于驱动控制等优点，因此在激光雷达、光纤通信和医疗设备等领域得到了广泛应用。激光二极管利用P-N结进行双向多层能带的结构设计，可以被用来发射强光。
蓝光发光二极管属于半导体光源，是制备白光LED，应用于照明和背光显示的关键技术之一。同时，它也是高清流媒体、3D显示等领域的基础设施。
日光灯管
白炽灯
LED灯
列举：
4.市场的发展前景
01
02
03
量子点材料特性量子点具有独特的尺寸效应和量子限域效应，可调控发光波长，提高发光效率。
量子点LED优势与传统LED相比，量子点LED:具有更高的色纯度更广的色域覆盖率更低的制造成本。
应用领域展望量子点LED在显示、照明、生物成像等领域具有广阔的应用前景，如超高清显示、智能照明、荧光探针等。
市场分析
发光二极管的应用场景
LED显示屏是发光二极管的重要应用领域之一，广泛应用于室内外广告、体育场馆、演艺舞台等场所。LED显示屏具有高亮度、高对比度、色彩鲜艳等特点。
显示屏
LED可用作液晶显示（LCD）的背光源，提高显示效果和节能性能。随着LCD市场的不断扩大，LED背光源需求也相应增长。
背光源
发 光 二 极 管
目录
CONTENTS
什么是发光二极管
01
二极管的分类
02
二极管的应用场景
03
市光二极管
发展历程：这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等; 随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛地应用于显示器和照明。
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LED
半导体光放大器
半导体注入激光器
1、定义：发光二极管（LED）是一种固态发光，是 利用半导体或类似结构把电能转换成光能的元件， 属于低场下的注入式电致发光。 2、特点： • B（亮度）高，室温下，全色LED大屏幕，5000－ 10000cd/m2 • 工作电压低，1－5V，可与Si逻辑电路匹配 • 响应速度快，10－7 － 1 0－9s • 彩色丰富，已研制出红绿蓝和黄橙的LED • 尺寸小，寿命长（十万小时） • 视角宽，96年，达80度；97年，达140度
LED发展简介
半导体照明的发展非常迅速。统计表明，自上世纪60 年代诞生以来，每隔十年，LED成本下降十倍而发光 效率提高十倍。2006年，日本日亚化学（Nichia）实
现了150 Lm/W的发光效率，比美国光电工业发展协
会（OIDA）设定的目标提早了6年。而几年前市场憧
憬2010年才能商业化的瓦级单灯，在2006年就已进
• 发光二极管中，电子-空穴对的复合发光时一 种自发辐射过程，过程是随机的，每一对电 子-空穴对的复合过程同别的电子-空穴对的 复合过程没有关联，彼此是独立的——LED 的自发辐射复合过程表现出光谱范围宽、 彼 此相位不一致，没有偏振方向等特征。
Current LED Technology
Axial Intensity
100
GaInN
GaInN Al In GaP Al In GaP GaA I As (DH)
10
GaInN
Al In GaP GaP: N
1
SiC
GaAsP
GaP : N
GaAsP
GaAsP
0.1
400
450
500
550
600
650
700
Wavelength in nm
半导体发光二极管工作原理
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。 注入式电荧光
照明用LED高亮度白光
白光LED基本上有两种方式: 多晶片型，将红绿蓝三种LED封装在一起，同时使其发光而产生白光. 单晶片型。是把蓝光或者紫光、紫外光的LED作为光源，在配合使用荧光粉 发出白光。进一步分成两类: 1、是发光源使用蓝光LED，以460nm波长的蓝光晶粒涂上一层YAG萤光物 质。便可得出所需的白光（日亚专利）。 2、是使用近紫外和紫外光，丰田合成(Toyoda Gosei)与东芝所共同开发的 白光LED，是采用紫外光LED与萤光体组合的方式。其发光效率却仍低于蓝 光LED与萤光体组合的方式，至于价格与产品寿命，两者差距不大。 在过去，只有蓝光LED使用GaN做为基板材料，但是现在从绿光领域到近紫 外光领用的LED，也都开始使用GaN化合物做为材料了。并且伴随着白光 LED应用的扩大，市场对其效能的期待也逐渐增加。从单纯的角度来看，高 效率的追求一直都是被市场与业者所期待的。
准去衡量，它与俄国以前的黄光LED一样光源暗淡。
• • 90年代中期，出现了超亮度的氮化镓（GaN) LED。当前制造蓝光LED的晶体外延 材料是氮化铟镓(InGaN)。 氮化铟镓LED可以产生五倍于氮化镓LED的光强。 超亮度蓝光芯片是白光LED的核心，在这个发光芯片上抹上荧光磷，然后荧光磷通 过吸收来自芯片上的蓝色光源再转化为白光，利用这种技术可制造出任何可见颜色 的光。 • 近期开发的LED不仅能发射出纯紫外光而且能发射出真实的“黑色”紫外光LED的 发展不单纯是它的颜色还有它的亮度，像计算机一样，遵守摩尔定律的发展，即每 隔18个月它的亮度就会增加一倍，曾经暗淡的发光二极管现在真正预示着LED新时 代的来临。
由此引发了对GaN基LED研究和开发的热潮。
• 20世纪90年代后期，研制出通过蓝光激发YAG荧光粉产生白光的LED，但色泽不 均匀，使用寿命短，价格高。随着技术的不断进步，近年来白光LED的发展相当
迅速，白光LED的发光效率已经达到38lm/W，实验室研究成果可以达到70
lm/W，大大超过白炽灯，向荧光灯逼近。
1. 合适的半导体材料； 2. pn结的二极管器件结构； 3. 正偏压下注入电子-空穴对，提供发光所需能量；
4. 电子-空穴复合，产生自发辐射，发射光子。
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。
入商用，目前已相当普及。
蓝光LED
• • 到20世纪90年代早期，采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的LED。在 很长的一段时间内都无法提供发射蓝光的LED 第一个有历史意义的蓝光LED也出现在90年代早期（日亚公司1993宣布，中村修 二博士发明），再一次利用金钢砂—早期的半导体光源的障碍物。依当今的技术标
LED发展简介
• 1962年,GE、Monsanto、IBM的联合实验室开发出了发红光的磷砷化镓 （GaAsP）半导体化合物，从此可见光发光二极管步入商业化发展进程。
80年代早期的重大技术突破是开发出了AlGaAs LED，它能以每瓦10流明的发光
效率发出红光。这一技术进步使LED能够应用于室外信息发布以及汽车高位刹车 灯(CHMSL)设备。 • 1990年，业界又开发出了能够提供相当于最好的红色器件性能的AlInGaP技术， 这比当时标准的GaAsP器件性能要高出10倍。 • 1993年，日本科学家中村修二在GaN基片上研制出了第一只蓝色发光二极管，