电子元器件原材料
采购平台

手机洽洽

扫一扫下载客户端
随时随地,生意尽握手中

LED灯发光原理和白光LED实现方法

来源:华强电子网 作者:华仔 浏览:136

标签: led

摘要: led作为一种新型的绿色光源产品,必然是未来发展的趋势,二十一世纪将进入以led为代表的新型照明光源时代。那么led灯发光原理是什么?

led作为一种新型的绿色光源产品,必然是未来发展的趋势,二十一世纪将进入以led为代表的新型照明光源时代。那么led灯发光原理是什么?


led灯发光原理


1、发光二极管(LED),是一种固态的半导体器件,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。


2、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PN结。


3、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PN结的材料决定的。

LED灯发光原理

发光二极管(LED)是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等制成的,其核心是PN结。因此它具有PN结的单向导电特性,即正向导通、反向截止及击穿特性。此外,在一定条件下,它还具有发光特性。


在正向偏置电压下,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、价带中间附近)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,所以仅在靠近PN结面数微米以内产生光。


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式中,Eg的单位为电子伏特(eV)。


若能产生可见光,则其波长为380(紫光)~780nm(红光)。半导体材料的Eg应为3.26~1.63eV。


白光LED实现方法

image.png

对一般照明而言,人们更需要光源是白光。1998年成功开发出白光的LED。这种白光的LED是将gan芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成的。


GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光,峰值550nm。


蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,厚约200~500nm。LED基片发出的蓝光一部分被荧光粉吸收,另一部分与荧光粉发出的黄光混合,可以得到白光。


现在,对于InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500~10000K的各色白光。

型号 厂商 价格
AMS1117-3.3 SLKOR ¥0.29
STM8S003F3P6 ST ¥7.69
GD32F103C8T6 GD ¥41.63
STM32F407VET6 ST ¥108.64
STM32F407VGT6 ST ¥185.77
78L05 MIXIC ¥0.52
PT4115 HX ¥1.68
TPS51200DRCR TI ¥19.20
74HC595D HTC ¥1.27
ULN2003ADR TI ¥0.96
型号/产品名 平均报价 涨跌幅
STM8S003F3P6 1.55 1.12%
74HC573D 0.64 2.86%
2N7002 3.66 400.00%
STM32F103C8T6 7.47 27.87%
1N4007 1.58 0.00%
ADM2483BRWZ 8.90 3.21%
SHT10 16.21 5.88%
STM32F103RCT6 12.56 24.44%
LM358 118206.75 16.67%
发布求购