LED简介
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简介
LED的发光原理LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。
LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。
但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。
当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。
而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。
各种二极管正常工作电压和电流：红黄一般是1.8至2.2蓝绿一般是3.0至3.6电流小功率的都尽量控制在20MA做指示用的LED都用10毫安以下比较好，一般用到5毫安就比较亮了。
除了蓝色的LED正向电压是3-3.4伏，其他色的都是1.8-2伏。
普通的发光二极管正偏压降红色为1.6V，黄色为1.4V左右，蓝白为至少2.5V 。
工作电流5－10mA左右超亮发光二极管主要有三种颜色，然而三种发光二极管的压降都不相同，具体压降参考值如下：红色发光二极管的压降为2.0--2.2V黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V正常发光时的额定电流都约为20mA。
电压不随电流变化LED特点和优点LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途。
体积小LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻。
耗电量低LED耗电非常低，一般来说LED的工作电压是2-3.6V。
工作电流是0.02-0.03A。
这就是说：它消耗的电不超过0.1W。
使用寿命长在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时高亮度、低热量环保LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。
LED照明简介
LED的响应速度极快，可在毫秒级别 内点亮，适用于需要快速响应的应用 场景。
LED照明技术的应用领域
室内照明
LED可广泛应用于家庭、办公室、商场等场 所的照明。
室外照明
LED可应用于道路、桥梁、公园等场所的照 明。
显示屏
LED可制成各种尺寸和形状的显示屏，广泛 应用于广告、演出、比赛等场合。
温度效应
LED灯具的发光效率会随着温度的升高而降低，因此需要良好的散 热设计，以保证其长期稳定的性能。
LED照明对环境的影响
减少碳排放
LED照明的广泛应用能够减少大量的碳排放，对缓解 全球气候变暖问题有积极作用。
改善城市夜景
LED照明可以营造出丰富多彩的城市夜景，提升城市 的形象和品质。
降低光污染
LED照明简介
汇报人：文小库 2024-01-05
目录
• LED照明技术概述 • LED照明产品类型 • LED照明市场现状与趋势 • LED照明环保与节能 • LED照明设计与应用
01
LED照明技术概述
LED定义与工作原理
LED定义
LED，即发光二极管，是一种能够将 电能转化为可见光的固态半导体器件 。
LED照明的定向性较好，能够减少对周边环境的干扰 和光污染。
05
LED照明设计与应用
LED照明设计原则
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节能高效
LED照明具有高发光效率和低 能耗特点，能够显著降低能源
消耗和运营成本。
舒适性
LED照明应提供舒适的视觉环 境，避免过强或过弱的光线对
眼睛造成不适。
艺术性
LED照明设计应与建筑风格和 室内装饰相协调，创造出富有
LED简介
L E D简介LED显示屏（LED panel）：LED就是light emitting diode ，发光二极管的英文缩写，简称LED。
它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，其大概的样子就是由很多个通常是红色的发光二极管组成，靠灯的亮灭来显示字符。
用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。
LED与LED显示屏LED 的发光颜色和发光效率与制作LED 的材料和工艺有关，目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。
由于LED 工作电压低（仅 1.5-3V ），能主动发光且有一定亮度，亮度又能用电压（或电流）调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长（10 万小时），所以在大型的显示设备中，目前尚无其他的显示方式与LED 显示方式匹敌。
把红色和绿色的LED 放在一起作为一个象素制作的显示屏叫双色屏或彩色屏；把红、绿、蓝三种LED 管放在一起作为一个象素的显示屏叫三色屏或全彩屏。
制作室内LED 屏的象素尺寸一般是2-10 毫米，常常采用把几种能产生不同基色的LED 管芯封装成一体，室外LED 屏的象素尺寸多为12-26 毫米，每个象素由若干个各种单色LED 组成，常见的成品称象素筒，双色象素筒一般由 3 红2 绿组成，三色象素筒用 2 红1 绿1 兰组成。
无论用LED 制作单色、双色或三色屏，欲显示图象需要构成象素的每个LED 的发光亮度都必须能调节，其调节的精细程度就是显示屏的灰度等级。
灰度等级越高，显示的图像就越细腻，色彩也越丰富，相应的显示控制系统也越复杂。
一般256 级灰度的图像，颜色过渡已十分柔和，而16 级灰度的彩色图像，颜色过渡界线十分明显。
所以，彩色LED 屏当前都要求做成256 级灰度的。
应用于显示屏的LED 发光材料有以下几种形式：① LED 发光灯(或称单灯) 一般由单个LED 晶片，反光碗，金属阳极，金属阴极构成，外包具有透光聚光能力的环氧树脂外壳。
可用一个或多个（不同颜色的）单灯构成一个基本像素，由于亮度高，多用于户外显示屏。
LED的概念简介
LED光特性
显色指数 光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。通常叫做“显色指数” （Ra）。将在日光下的显色指数定义为100，其他光源根据其“变 色”和“失真”的程度来定义。
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连续光谱照射下的显色性
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仅有蓝光和黄光的光照下的显色性
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LED光特性
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LED光特性
流明维持寿命：指定流明维持百分数达到的时间，用小时表示。 额定流明维持寿命：LED光源的实际操作时间将保持为起始光输出的百分数。 如L70为70%流明维持的时间。
在测试过程中，LED光源的操作必须是在驱动电流相同的情况下，三个壳体 温度的最小值。55 ℃和85 ℃为既定的参考点，第3个温度由厂家选定，选 定的管壳温度和驱动电流必须代表他们对客户应用的预期，并且必须在建 议的操作温度范围内。
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3
1、LED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。 P型半导体里面空穴占主导地位，N型半导体主要是电子。当电流通 过PN结作用于晶片时，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复 合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。
LED光特性
电流与相对光通量、相对光效的关系
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LED电特性
• LED是半导体PN结二极管中的一种，正向导通，反向截止。
• LED电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流和反向电 压，LED必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。
I
IF
VR IR
LED简介
顯色指數不同造成的差異
LED應用
1、消費性電子產品 2、背光 3、車用產品 4、顯示屏 5、照明
Stay hungry, stay foolish 求知若饑，謙虛若愚
Thank you for your attention!
二極管：二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，一般 来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形 成的p-n结界面。
LED的概念
什麼是LED？ LED是Light Emitting Diode， 也就是發光二極管。由含 鎵（Ga）、砷（As）、磷（P） 、氮（N）、矽（Si）等的化合 物製成的二極體，當電子與空穴 複合時能輻射出可見光，因而可 以用來製成發光二極體。
Lamp LED 的構造
LED發光原理
LED可以把電能轉化成光能。發光二極體與普通二極體一樣 是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發光二極體 加上正向電壓後，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P 區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的 空穴複合，產生自發輻射的螢光。
LED產業劃分
• 上游：外延片生產 • 中游：晶片製造、晶片封裝 • 下游：LED應用
上游
外延（Epitaxy）是指在特定的襯底材料上按照晶體取向關係進行的晶體生 長。 外延片：利用外延技術生長的特定結構的晶片。 LED芯片外延设备：MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 金属有机化学气相沉积
外延片生長
外延片的生成製作過程非常複雜。Al2O3襯底放入外延爐，通入Ⅲ，Ⅱ族金屬 元素的烷基化合物（甲基或乙基化物）蒸汽與非金屬（Ⅴ或Ⅵ族金屬元素）的氫 化物（或烷基物）氣體，在高溫下，發生熱解發應，生成Ⅲ-Ⅴ或Ⅱ-Ⅵ族化合物 沉積在襯底上，生長出厚度為幾微米的化合物半導體外延層。 大致過程如下：
L ED介绍
在光度学中对于“光”的定义，是相对于可见 光而言，它所具有的波长范围在380～780nm之间， 不同波长的辐射进入人眼的颜色感受不同。
表 2 各种颜色光线的波长 光色 波长 λ（nm) 代表波长 700 780～630 红（Red） 620 橙（Orange） 630～600 580 黄（Yellow） 600～570 550 570～500 绿（Green） 500 500～470 青（Cyan） 470 470～420 蓝（Blue） 420 紫（Violet） 420～380
LED的结构
发光二极管（即LED）是一种注入式电致发光器件，它由P型 和N型半导体组合而成，其结构示意如下图。实际是将PN结管芯 烧结在金属或陶瓷底座上，然后用透明环氧树脂封装而成。
基本原理
其核心是PN结。因此它具 有一般P-N结的I-N特性，即 穿特性。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。 量子阱把经过结区的电子空 穴限制住，提高复合效率。
LED的各类应用： LED的应用主要可分为三大类：LCD屏背光、LED 指示照明、LED显示。 1、 小尺寸1.5寸到3.5寸LCD屏的背光： 例如手机、PDA、MP3/4等便携设备的LCD屏都需 要LED来背光。 2、7寸LCD屏的背光（如数码相框）： 3、大尺寸LCD屏的背光（如LCD TV/Monitor、笔 记本电脑）： 目前大部分LCD TV/Monitor、笔记本电脑的LCD屏 是采用的CCFL荧光灯管做背光，因CCFL寿命、环保等 不利原因目前正朝向采用LED背光发展。按LCD屏的尺 寸大小一般需要数十个到上百个白光LED做背光，而其 LED驱动IC市场潜力将会很大。
LED的概念简介
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LED是发光二极管 的简称是一种半导 体器件
LED通过电能转化 为光能具有节能、 环保、寿命长等特 点
LED广泛应用于照 明、显示、通信等 领域
LED具有高亮度、 低功耗、长寿命等 优点是未来照明发 展的趋势
亮度高：LED灯的亮度比传统 灯泡更高可以提供更好的照明 效果
半导体材料： LED的核心材料 是半导体如砷化 镓、磷化铟等
电子与空穴：半 导体材料中的电 子和空穴在电场 作用下结合产生 光子
光子能量：光子 的能量与半导体 材料的带隙有关 决定了LED的发 光颜色
发光效率：LED 的发光效率与半 导体材料的质量 和工艺有关影响 LED的亮度和寿 命
直流驱动：通过直流电源直接驱动LED简单易行但需要较高的电压和电流
散热原理：通过热传导、对流 和辐射等方式将热量从LED芯 片传递到散热器
散热设计：包括散热片、散 热风扇、散热管等
散热效果：良好的散热技术可 以延长LED的使用寿命提高其
稳定性和可靠性
全球LED市场持续增长预计未来几 年仍将保持较高增速
技术不断进步LED性能不断提升成 本不断下降
添加标题
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交流驱动：通过交流电源驱动LED需要额外的整流和滤波电路但电压和电流要求较低
脉冲驱动：通过脉冲信号驱动LED可以实现亮度调节和色彩控制但需要额外的控制电路
恒流驱动：通过恒流源驱动LED可以实现亮度调节和色彩控制但需要额外的控制电路和电 源管理电路
LED的光色由其发射的光的波长决定
波长范围：380nm-780nm
波长与光色的对应关系： - 380nm-450nm：紫光 - 450nm-480nm：蓝光 - 480nm-520nm：绿光 520nm-570nm：黄光 - 570nm-620nm：橙光 - 620nm-780nm：红光
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LED光源的特点 LED光源的特点
电 压：LED使用低压电源，单颗电压在1.9-4V之间，比使用高压 电源更安全的电源。 效 能：光效高，目前实验室最高光效已达到 161 lm/w（cree）,是 目前光效最高的照明产品。 抗震性：LED是固态光源，由于它的特殊性，具有其他光源产品不能 比拟的抗震性。 稳定性：10万小时，光衰为初始的70% 响应时间：LED灯的响应时间为纳秒级，是目前所有光源中响应时间 最快的产品。 环 保：无金属汞等对身体有害物质。 颜 色：LED的带快相当窄，所发光颜色纯，无杂色光，覆盖整过可 见光的全部波段，且可由R\G\B组合成任何想要可见光。
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节能、环保和长寿命
美国能源部有一个类似的预测， 到 2010 年美国一半的白炽灯如果由 LED 取代的话，仅节约的电费就达到 350 亿美元。在使用 寿命方面，LED 采用固体封装，结构牢固，寿命达 10 万小时，是萤光灯的 10 倍，白炽灯的 100倍。在环保方面，用 LED 交替萤光灯，避免了萤光灯管破裂外溢汞的二次污染。
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LED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。
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如上图，在P区一侧为负电荷，N区为正电荷，便出现了由N 到P的电场。这个电场是正负电荷载流子扩散运动形成的，而 不是外加电压形成的，这便是内电场。由于内电场的存在，使 得P-N结处于动态平衡状态。
通过电子（负电荷粒子）以空穴（正电荷离子）的复合电发光原理制作的二极管就是我们常说得发光二极 鹏威国际集团（香港）有限公司 管，即LED。调节电流，便可以调节光的强度，通过调整材料的能带结构和带隙，可以该变发光颜色。
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LED电气特征 LED电气特征 1、LED工作电压一般在2-3.6V之间。 2、LED的工作电流会随着供应电压的变化及环境温度的变化而产生 较大的波动，所以LED一般要求工作在恒流驱动状态。 3、LED具有单向道通的特性。
LED
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LED发展趋势
1、 LED光源的发展趋势 2、 LED产业政策和机遇
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LED光源的发展趋势
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LED光源技术市场前景： LED光源技术市场前景： 光源技术市场前景 LED理论上每瓦的发光效率高达370 LM/W,在目前芯片结构不做 任何改变的情况下良好的工艺让LED每瓦到达150LM没有任何问题， 当达到这种亮度的时候，所有的照明领域基本上都可以替代了。预 计在未来1～3年内LED光源将达到每瓦300流明的光效率。目前美国 实验室的LED已达到了每瓦161流明的光效率，总光通量为 175 LM。
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支架(Lead Frame)
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High Power LED
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TOP LED结构
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LED色彩丰富
由于LED带宽比较窄，颜 色纯度高，因此LED的色彩比 其他光源的色彩丰富得多。 据有关专家计算，LED的 色彩比其他光源丰富30%,因 此，它能够更准确的反应物 体的真实性，当然也更受消 费者的青睐！
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什么是LED
LED 是取自 Light Emitting Diode 三个字的 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,基本结构为一块电致发光的半 导体芯片，封装在环氧树脂中， 通过针脚支架作为正负电极并起 到支撑作用。
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在P型半导体和N型半导体之间的过渡层，便是我们常说的P-N结。当Ｐ型 半导体和Ｎ型半导体结合时，由于交界面处存在的正负电荷载流子浓度差， 于是电子（负电荷粒子）和空穴（正电荷离子）都会从高浓度区域向低浓 度区域扩散。我们知道，电子（负电荷粒子）与空穴（正电荷离子）都是 带电的，其扩散的结果就导致了Ｐ区和Ｎ区原来的电中性被破坏。这样， Ｐ区一侧失去空穴剩下不能移动的负离子，Ｎ区一侧失去电子而留下不能 移动的正离子。这些不能移动的带电粒子就是空间电荷。在空间电荷集中 在Ｐ区和Ｎ区交界面附近，形成了一很薄的空间电荷区，就是P-N结 。
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鹏威国际集团（香港） 鹏威国际集团（香港）有限公司 2、我国劳动力人才资源非常丰富
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由于 LED 产业上游的外延芯片环节具有技术密集型的特点，而中下 游封装、应用环节，则 具有典型的劳动密集型特点，因此整个产业的 发展不仅需要有大量的技术人才，而且需要众多的 优质劳动力。我国 是世界上人口最多的国家，目前我国国民人均受教育年限达到 8.5 年， 新增劳动力平均受教育年限提高到 10 年以上，而且我国每年大学毕 业生达 600 万人，我国已经从一个人口大国转变成为一个人力资源大 国。因此不论是 LED 产业发展所需的普通劳动力还是高技术人才都 有充足的来源和保证。
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LED和我们常用的白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理不同， 它通过电子（负电荷粒子）以空穴（正电荷离子）的复合后以光的形 式释放出能量。LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的 芯片。
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LED的优点 的优点
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LED的发光原理是利用半导体中的正负离子复合而发出光子，不同于灯 泡需要在3000度以上的高温下操作，也不必像日光灯需使用高电压激发 电子束，LED和一般的电子组件相同，只需要2～3.6伏特(V)的电压，在 常温下就可以正常动作，因此其寿命也比传统光源来得更长，理论寿命 可达10万小时以上(目前产业化产品的国外可达3-5万小时以上)。 白炽灯的发光效率是8--15 lm/ W左右，普通T-8卤素荧光灯光效可达 40 lm/ W，T-5高效荧光灯可以达到80 lm/ W，LED光效可达200lm/w， LED还有毫秒级的通断时间，这也是一般应用光源无法达到的。 LED芯片大小可以因用途而随意切割，常用的大小为0.3～1mm左右， 跟传统的灯泡或日光灯相比，体积相对小得多。为了使用方便，LED通 常都使用树脂包装，做成各种形状，十分坚固耐震。
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LED的五大物料与五大制程 的五大物料与五大制程
五大物料 晶片 支架 銀膠 金線 環氧樹脂 銲線 封膠 切腳 測試 固晶 五大製程
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环氧树脂 金线 LED支架
晶片 银胶
PIN脚
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LED优点︰ LED优点︰ 优点
1) 光效率高：光谱几乎全部集中于可见光频率，效率可以达到 50%以 上。而光效差不多 的白炽灯可见光效率仅为 10%-20%。 2) 光线质量高：由于光谱中没有紫外线和红外线，故没有热量，没有辐 射，属于典型的绿 色照明光源。 3) 能耗小：单体功率一般在 0.05-1w，通过集群方式可以量体裁衣地满 足不同的需要，浪 费很少。以其作为光源，在同样亮度下耗电量仅 为普通白炽灯的 1/8-10。 4) 寿命长：光通量衰减到 70%的标准寿命是 10 万小时。一个半导体灯 正常情况下可以使 用 50 年，即使长命百岁的人，一生最多也就用 2 只灯。 5) 可靠耐用：没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件，非正常报废率很小， 维护费用极为低廉。 6) 应用灵活：体积小，可以平面封装，易开发成轻薄短小的产品，做成 点、线、面各种形 式的具体应用产品。 7) 安全：单位工作电压大致在 1.5-5v 之间。 8) 绿色环保：废弃物可回收，没有污染，不像荧光灯一样含有汞成分。 9) 响应时间短：适应频繁开关以及高频运作的场合。
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LED简介
1、LED的定义 LED的定义 2、LED的特点 LED的特点 3、发光原理
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