发光二极管原理

1发光二极管原理日期：2012-04-25基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liang内容提要:1.基本原理2.主要参数与特性基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liang一、基本原理e+e-正负电子结合,自身湮灭,而其能量,则以光的形式释放出来，即电能直接转换为了光能。E=1/2mc2(质能方程)基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liang基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liang在某些半导体材料的PN结中，电子与空穴(电洞)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。这种利用电致发光原理制作的光电半导体器件叫发光二极管英文:LightEmittingDiode,简称LED中文:发光二极体(台湾地区)发光二极管(大陆)工作原理基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liangLED晶片的元素为III-V族化合半导体IBIIBIIIIVVVIVIIB硼CN氮OFAl铝SiP磷SCLCuZnGa镓GeAs砷SeBrAgCdIn铟SnSb锑TeI基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liang基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liangLED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。它具备pn结结型器件的一些特性:(一)电学特性：a.I-V特性、b.C-V特性(二)光学特性：a.光谱响应特性、b.发光光强指向特性、c.时间特性。(三)热学特性:二、主要参数与特性基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liang发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd，其他单位有烛光。1cd是指单色光源（频率540X10ˇ12HZ，波长0.550微米）的光，在给定方向上的单位立体角内发出的发光强度。（球面度是一个立体角，其定点位于球心，而他在球面上所截取的面积等于以球的半径为边长的正方形面积）光源辐射是均匀时，则光强为I=F/Ω，Ω为立体角，单位为球面度（sr）,F为光通量，单位是流明，对于点光源由I=F/4。发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liang光通量流明(lumen/缩写lm):发光体发出的总光通量,一般用于照明的单位Note:1烛光=1流明/1球面度(立体角单位)基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liangλp,λd及△λ•λpPeakWavelength峰值波长主要是量测设备针对每一波长量测光强度后所得的最高强度的波长•λdDominantWavelength主要是量测设备针对每一波长量测光强度*视感度系数后所得的最高强度的波长•△λ半频宽值为最高强度50%时的宽度4204605005405806200%20%wavelength(nm)40%60%80%100%△λ基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liang2θ1/2ViewingAngle•θ½表示发光强度50%时的角度•Flux相同的两颗LED,2θ1/2愈大则Iv愈小FIG.3RADIATIONDIAGRAM基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liang电学特性：I-V特性•LED适用于电流操作,而非电压•IR的量测方法:VR=5V时,IR10uAVf(v)If(mA)顺向电压(VF)v.s.顺向电流(IF)逆向电压(VR)v.s.逆向电流(IR)基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liangIf(mA)Vf(V)FIG.1FORWARDCURRENTVS.FORWORDVOLTAGE.电压(Vf)与电流(If)的关系基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liang光学特性:光谱响应特性可见光:人眼可见的光范围：400nm-700nm不可见光:Infra-Red(红外线)U-VRays(紫外线)基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liangB、G、Y、R光谱基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liang白光光谱基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liang亮度(Iv)与电流(If)的关系If(mA)Iv(cd)基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liang环境温度(Ta)对LED的影响RelativeLuminancevsAmbientTemperature4060801001201400102030405060708090AmbientTemperature(C)RelativeLuminanceHRYL基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liangForwardVoltage(@20mA)vsAmbientTemperature1.61.71.81.922.12.22.32.40102030405060708090AmbientTemperature(C)ForwardVoltage(V)HRYL环境温度(Ta)对LED的影响基础培训-发光二极管原理2020/3/4Madeby:junzi_liangWavelengthvsAmbientTemperature5605806006206400102030405060708090AmbientTemperature(C)Wavelength(nm)HRYL环境温度(Ta)对LED的影响