发光二极管Light

1、LED 发光二极管 Light Emitting Diode 的缩写,LED 产业一般分为材料生长、芯片制备、封装应用等上中下游. ?光通量 单位:流明lm光源发射并被人的眼睛接收的能量之总和即为光通(). ?光强 l 单位:坎德拉cd一般来讲,光线都是向不同方向发射的,并且强度各异.可见光在某一特定方向角内所发射的强度就叫做光强(l). ?照度 E 单位:勒克司lx照度(E)是光通量与被照射面积之间的比例系数.1 lx 即指 1 lm 的光通量平均分布在面积 lm2 平面上的明亮度. ?辉度 L 单位:坎德拉/平方cd/m2辉度(L)是表示眼睛从某一方向所看到物体反射光的强度. ?光效 单位:流明每瓦lm/W光效是指电能转换成光能的效率. ?色温 Tc 单位:开尔文K当光源所发出的颜色与“黑体”在某一温度下辐射的颜色相同时,“黑体”的温度就称为该光源的色温.“黑体”的温度越高,光谱中蓝色的成份则越多,而红色的成份则越少.例如,白炽灯的光色是暖白色,其色温表示为 2700K,而日光色荧光灯的色温表示方法则是 6000K. ?显色性 Ra 原则上,人造光线应与自然光线相同,使人的肉眼能正

2、确辨别事物的颜色,当然,这要根据照明的位置和目的而定. ?波长 单位:纳米nm任何一个颜色都可以看作为用某一个光谱色按一定比例与一个参照光源相溷合而匹配出来的颜色,这个光谱色就是颜色的主波长.颜色的主波长相当于人眼观测到的颜色的色调 LED 照明的优点和应用 替代白炙灯泡的光源有很多,包括 CFL 萤光灯、LED 照明光源、OLED 照明光源等等.随着各国陆续停止生产、禁用白炙灯泡,其他替代照明的普及度会慢慢提高,并依据光源的属性和特点,在不同的领域中享有优势. LED 照明突出优点及广泛的用途,高亮度 LED 的出现具有划时代意义,它将是人类继爱迪生发明白炽灯泡之后最伟大的发明之一.最早研制的 LED 只能发出红色的光,用于电子设备中的指示灯. 高亮度 LED 的出现具有划时代意义,它将是人类继爱迪生发明白炽灯泡之后最伟大的发明之一.最早研制的 LED 只能发出红色的光,用于电子设备中的指示灯. 如今,LED 已能发出红色、黄色、蓝色、绿色、橙色、琥珀色、蓝绿双色、红绿双色、黄绿色、纯绿色、翠绿色、白色各种光束.在我国各大城市,已经到处可见 LED 的眩目光彩,LED 正在改变我们的

3、生活和工作环境. 半导体技术在引发微电子革命之后,正在孕育一场新的产业革命照明革命.LED 已成为信息时代的闪亮标志,将逐步取代白炽灯和荧光灯等传统照明技术. 突出的优点、广泛的用途 到过美国纽约时代广场的人也许不会忘记,高高在上的可口可乐广告画面清晰,色彩鲜艳,栩栩如生,在电脑控制下的图象变幻无穷.其实,早在上个世纪 90 年代初,德国慕尼黑机场以及法国和西班牙的高速公路上就出现了采用 LED 照明的广告牌或道路指示灯,检修时不用登高打开灯箱,只要在地面打开导光管的光源盒,就能更换光源. LED 魅力四射,优点多多.除了寿命长、耗能低之外,LED 更大的长处有三点:一是应用非常灵活,可以做成点、线、面各种形式的轻薄短小产品;二是环保效益更佳,由于光谱中没有紫外线和红外线,既没有热量,也没有辐射,属于典型的绿色照明光源,而且废弃物可回收,没有污染;三是控制极为方便,只要调整电流,就可以随意调光,不同光色的组合变化多端,利用时序控制电路,更能达到丰富多彩的动态变化效果. LED 不仅可用于大型广告显示屏,还可以用于建筑和交通照明.LED 作为城市重点建筑的夜景照明,在勾勒轮廓上可以大显身

4、手,能够模拟任何色彩,光通量的损耗和维护费用也大大降低.由于体积小,LED 适合制作成线条灯具,LED 作成地灯,指示方向、步道和车道,安全可靠,经久耐用.以往,在城市的夜空中,最妖娆的也许就数霓虹灯了,但是,由于霓虹灯最容易损坏,我们常常看到,霓虹灯显示的画面和文字总是缺胳膊掉腿.如果采用 LED 取代霓虹灯作为显示标志,不仅可以避免残缺不全的遗憾,而且可以达到随欲的境界. 最初,LED 只是作为微型指示灯,在计算机、音响和录像机等高档设备中应用,随着大规模集成电路和计算机技术的不断进步,LED 显示屏正在迅速崛起,作为新一代显示媒体,LED 已成为现代城市一道靓丽的风景线,广泛应用于各种公共场合.近年来,LED 逐渐扩展到通用照明领域,从证券行情到股票机,从笔记本电脑到数码相机,从 PDA 到手机,从室内照明到汽车车灯,LED 无处不在. 有机 LED 显示屏的单个元素反应速度是 LCD 液晶屏的 1000 倍,在强光下也可以照看不误,并且适应零下40 度的低温.据悉,国外一家公司正在开发一种头盗式取景器,将指甲盖大小的高分辨率有机 LED 显示器置入其中,戴上这种半透明头盔显示器

5、,飞行员可以毫不费力地查看各种飞行数据;正在进行手术的外科医生眼睛无需离开手术台,就能看到复杂的诊断图像;飞行机械师在检修飞机时,目光所至即可看到相应部件的维修手册.更令人心动不已的是,戴上有机 LED 显示屏制成的眼镜,还可以开开心心看电影,视角可以达到 160 度. LED 照亮未来 在现代都市中,大功率气体放电灯、泛光照明、霓虹灯、灯箱广告等光源所产生的光污染,已经对人类、自然环境以及天文观察造成严重危害.21 世纪,解决光污染,是照明技术急待突破的课题,LED 应运而生,前途无量. 白光 LED 的出现,是 LED 从标识功能向照明功能跨出的实质性一步.白光 LED 最接近日光,更能较好反映照射物体的真实颜色,所以,从技术角度看,白光 LED 无疑是 LED 最尖端的技术. 白光 LED 的应用市场将非常广泛,也是取代白炽钨丝灯泡及荧光灯的“杀手”.目前,白色 LED 已开始进入一些应用领域,应急灯、手电筒、闪光灯等产品相继问世.但是,由于价格十分昂贵,故而难以普及.一组亮度相当于 40 瓦白炽灯的白色 LED,其售价为 220 美元,白色 LED 普及的前提是价格下降,而价格

6、下降必须在白色 LED 形成一定市场规模才有可能,毫无疑问,两者的融合最终有赖于技术进步. 据美国能源部预测,2010 年前后,美国将有 55%的白炽灯和荧光灯被 LED 替代,每年节电价值可达 350 亿美元,可能形成一个 500 亿美元的大产业.日本提出,LED 将在 2006 年大规模替代传统白炽灯.为了抢占未来市场的制高点,通用电气、飞利浦、奥斯拉姆等世界三大照明工业巨头纷纷行动,与半导体公司合作成立LED 照明企业,目标是在 2010 年前把 LED 发光效率再提高 8 倍,价格降低 99%. 未来照明市场的争夺战已经开火.我国拥有巨大的照明工业和照明市场,去年,我国照明电器销售收入 445 亿元,出口创汇 43 亿美元,专家预计 3 年内我国发光二极管产业的产值可达 30 亿40 亿美元.在半导体发光器件领域,我国与世界先进水平差距较小,我国自主研制的第一个 LED 比世界上第一个 LED 仅仅晚几个月,整体技术水平也只比发达国家相差 3 年左右.为了适应高速增长的市场需求,我国已将 LED 分别列为 31 项国家鼓励发展的电子产品和 20 种鼓励外商投资的电子产品和技术.

7、 二极管的特性与应用 几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛. 二极管的工作原理 晶体二极管为一个由 p 型半导体和 n 型半导体形成的 p-n 结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场.当不存在外加电压时,由于 p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态.当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流.当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流 I0.当外加的反向电压高到一定程度时,p-n 结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象. 二极管的分类 二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge 管)和硅二极管(Si 管). 根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等. 按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接

8、触型二极管及平面型二极管.点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN结”.由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等.面接触型二极管的“PN 结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中.平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中. 二极管的导电特性 二极管最重要的特性就是单方向导电性.在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出.下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性. 1.正向特性. 在电子电路中,将二极管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,二极管就会导通,这种连接方式,称为正向偏置.必须说明,当加在二极管两端的正向电压很小时,二极管仍然不能导通,流过二极管的正向电流十分微弱.只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”,锗管约为 0.2V,硅管约为 0.6V)以后,二极管才能直正导通.导通后二极管两端的电压基本上保持不变

9、(锗管约为 0.3V,硅管约为 0.7V),称为二极管的“正向压降”. 2.反向特性. 在电子电路中,二极管的正极接在低电位端,负极接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,此时二极管处于截止状态,这种连接方式,称为反向偏置.二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流.当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿. 二极管的主要参数 用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标,称为二极管的参数.不同类型的二极管有不同的特性参数.对初学者而言,必须了解以下几个主要参数: 1、额定正向工作电流 是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值.因为电流通过管子时会使管芯发热,温度上升,温度超过容许限度(硅管为 140 左右,锗管为 90 左右)时,就会使管芯过热而损坏.所以,二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值.例如,常用的 IN4001-4007 型锗二极管的额定正向工作电流为 1A. 2、最高反向工作电压 加在二极管两端的反向电压高到一定值时,会将管子击穿,失去单向导电能力.为了保证使用安全,规定了最高反向工作电压值.例如,IN4001 二极管反向耐压为 50V,IN4007 反向耐压为 1000V. 3、反向电流 反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下,流过二极管的反向电流.反向电流越小,管子的单方向导电性能越好.值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系,大约温度每升高 10,反向电流增大一倍.例如 2AP1 型锗二极管,在 25 时反向电流若为 250uA,温度升高到 35,反向电流将上升到 500uA,依此类推,在 75 时,它的反向电流已达 8mA,不仅失去了单方向导电特性,还会使管子过热而损坏.又如,2CP10型硅二极管,25 时反向电流仅为 5uA,温度升高到 75 时,反向电流也不过 160uA.故硅二极管比锗二极管在高温下具有较好的稳定性. LED 生产工艺,led 的制作流程全过程! 1.LED 芯片检验 镜检:材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑(lockhill 芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求电极图案是否完整 2.LED 扩片 由于 LE

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