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    LED燈珠知識匯總
    瀏覽次數:6492次 發布日期:2016-06-23
    什么是LED燈珠
        LED燈珠是一種固態的半導體器件,它可以直接把電轉化為光。半導體發光器件包括半導體LED燈珠、數碼管、符號管、米字管及點陣式顯示屏(簡稱矩陣管)等。事實上,數碼管、符號管、米字管及矩陣管中的每個發光單元都是一個發光二極管。LED的心臟是一個半導體的晶片,晶片的一端附在一個支架上,一端是負極,另一端連接電源的正極,使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導體,在它里面空穴占主導地位,另一端是N型半導體,在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候,它們之間就形成一個“P-N結”。
        當電流通過導線作用于這個晶片的時候,電子就會被推向P區,在P區里電子跟空穴復合,然后就會以光子的形式發出能量,這就是LED發光的原理。而光的波長也就是光的顏色,是由形成P-N結的材料決定的。
     
    LED燈珠是如何發光的?
        LED的發光原理叫電致發光,二極管是由P型半導體物質與N型半導體物質結合,每端都帶電子。這樣排列使電流只能從一個方向流動。當正向電流通過PN結的時候,N型物質的自由電子會被負極電子排斥和吸引到正極電子,P型物質中的電子空穴就移向另一方向,當空穴與自由電子結合的時候,LED燈珠就會發光。這在任何二極管里都會發生的,當所有二極管都發出光時,大多數都不是很有效的。如在大部分普通二極管里,半導體材料本身吸引大量的光能而結束。又或者說,某些材料的二極管發出的光能并不能有效利用。
     
    LED燈珠有多少種?
    1、按發光管發光顏色分,可分成紅色、橙色、綠色(又細分黃綠、標準綠和純綠)、藍光等。另外,有的發光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。根據發光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色,上述各種顏色的發光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發光二極管和達于做指示燈用。
    2、按發光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發光管、側向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國外通常把φ3mm的發光二極管記作T-1;把φ5mm的記作T-1(3/4);把φ4.4mm的記作T-1(1/4)。
    3、由半值角大小可以估計圓形發光強度角分布情況。從發光強度角分布圖來分有三類: 
    (1)高指向性。一般為尖頭環氧封裝,或是帶金屬反射腔封裝,且不加散射劑。半值角為5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或與光檢出器聯用以組成自動檢測系統。 
    (2)標準型。通常作指示燈用,其半值角為20°~45°。
    (3)散射型。這是視角較大的指示燈,半值角為45°~90°或更大,散射劑的量較大。
     
    LED燈珠有什么特點?
    1、LED燈珠基本結構:發光二極管簡稱為LED,組成LED的主要材料包括:管芯、粘合劑、金線、支架和環氧樹脂。
    2、發光二極管類型發光二極管根據裝配方式分為貼片LED和插件LED兩種。根據發光類型還可分為普通單色LED、高亮度LED、變色LED、閃爍LED、電壓控制型LED、紫外發光二極管等。
    3、普通單色LED具有體積孝工作電壓低、工作電流孝發光均勻穩定、響應速度快、壽命長等優點,可用各種直流、交流、脈沖等電源驅動點亮。它屬于電流控制型半導體器件,使用時需串接合適的限流電阻。
    4、普通單色LED的發光顏色與發光的波長有關,而發光的波長又取決于制造發光二極管所用的半導體材料。紅色發光二極管的波長一般為650~700nm,琥珀色發光二極管的波長一般為630~650nm,橙色發光二極管的波長一般為610~630nm左右,黃色發光二極管的波長一般為585nm左右,綠色發光二極管的波長一般為555~570nm。
    5、常用的國產普通單色發光二極管有BT(廠標型號)系列、FG(部標型號)系列和2EF系列。常用的進口普通單色發光二極管有SLR系列和SLC系列等。
     
    如何生產白光LED燈珠?
         晶體磨成粉末后混和在一種稠密的黏合劑中而制成的。當LED燈珠芯片發出藍光,部分藍光便會被這種晶體很高效地轉換成一個光譜較寬(光譜中心約為580nm)的主要為黃色的光。(實際上單晶的摻Ce的YAG被視為閃爍器多于磷光體。)由于黃光會刺激肉眼中的紅光和綠光受體,再混合LED本身的藍光,使它看起來就像白色光,而其的色澤常被稱作月光的白色。這種制作白光LED的方法是由NichiaCorporation所開發并從1996年開始用在生產白光LED上。
        若要調校淡黃色光的顏色,可用其它稀土金屬鋱或釓取代Ce3+:YAG中摻入的鈰(Ce),甚至可以以取代YAG中的部份或全部鋁的方式做到。而基于其光譜的特性,紅色和綠色的對象在這種LED照射下看起來會不及闊譜光源照射時那么鮮明。 另外由于生產條件的變異,這種LED的成品的色溫并不統一,從暖黃色的到冷的藍色都有,所以在生產過程中會以其出來的特性作出區分。
        另一個制作的白光LED的方法則有點像日光燈,發出近紫外光的LED會被涂上兩種磷光體的混合物,一種是發紅光和藍光的銪,另一種是發綠光的,摻雜了硫化鋅(ZnS)的銅和鋁。但由于紫外線會使黏合劑中的環氧樹脂裂化變質,所以生產難度較高,而壽命亦較短。
        與第一種方法比較,它效率較低而產生較多熱(因為StokesShift前者較大),但好處是光譜的特性較佳,產生的光比較好看。而由于紫外光的LED燈珠功率較高,所以其效率雖比較第一種方法低,出來的亮度卻相若最新一種制造白光LED的方法沒再用上磷光體。新的做法是在硒化鋅(ZnSe)基板上生長硒化鋅的磊晶層。通電時其活躍地帶會發出藍光而基板會發黃光,混合起來便是白色光
     
    如何提高紫外發光二極管的的光抽取效率?
        紫外發光二極管常常被用于醫療領域,又叫醫用紫光LED,在一個深紫外線發光二極管表面鍍上一層僅有5納米的超薄鋁膜時,鋁膜不但沒有像傳統鏡子一樣將器件發出的光更多地反射回去,反而巧妙地將器件向側面射出的光收集起來,穿過鋁膜層,神奇地從正面射出,實現了光抽取效率的提高。這是因為當鋁膜做的非常薄之后,其中的納米效應使它不同于傳統鏡子將光反射回去,而是集中吸收,實現光的收集和正面發射。
        試驗表明,這層鋁制“外衣”對紫外線發光二極管光抽取效率的“貢獻度”將隨波長的不同而不同。一般說來,波長越短的光,效率越高。數據顯示,同是鍍上這層鋁膜,波長約310納米的紫外線發光二極管,光抽取效率可提高約20%;波長約290納米的紫外線發光二極管,光抽取效率可提高約50%;而對于波長約280納米的深紫外線發光二極管來說,光抽取效率則可提高130%。
     
    如何檢測可見光LED燈珠?
    (1)用萬用表檢測。利用具有×10kΩ擋的指針式萬用表可以大致判斷發光二極管的好壞。正常時,二極管正向電阻阻值為幾十至200kΩ,反向電阻的值為∝。如果正向電阻值為0或為∞,反向電阻值很小或為0,則易損壞。這種檢測方法,不能實地看到發光管的發光情況,因為×10kΩ擋不能向LED提供較大正向電流。 如果有兩塊指針萬用表(最好同型號)可以較好地檢查發光二極管的發光情況。用一根導線將其中一塊萬用表的“+”接線柱與另一塊表的“-”接線柱連接。余下的“-”筆接被測發光管的正極(P區),余下的“+”筆接被測發光管的負極(N區)。兩塊萬用表均置×10Ω擋。正常情況下,接通后就能正常發光。若亮度很低,甚至不發光,可將兩塊萬用表均撥至×1Ω若,若仍很暗,甚至不發光,則說明該發光二極管性能不良或損壞。應注意,不能一開始測量就將兩塊萬用表置于×1Ω,以免電流過大,損壞發光二極管。 
    (2)外接電源測量。用3V穩壓源或兩節串聯的干電池及萬用表(指針式或數字式皆可)可以較準確測量發光二極管的光、電特性。為此可按圖10所示連接電路即可。如果測得VF在1.4~3V之間,且發光亮度正常,可以說明發光正常。如果測得VF=0或VF≈3V,且不發光,說明發光管已壞。
     
    如何檢測紫外(紅外)發光二極管的檢測?
        由于紫外發光二極管,它發射1~3μm的紫外光,人眼看不到,通常單只紫外發光二極管發射功率只有數mW,不同型號的紫外LED發光強度角分布也不相同。紫外LED的正向壓降一般為2.5~3.6V,正是由于其發射的紫外光人眼看不見,所以利用上述可見光LED的檢測法只能判定其PN結正、反向電學特性是否正常,而無法判定其發光情況正常否。為此,最好準備一只光敏器件(如2CR、2DR型硅光電池)作接收器,用萬用表測光電池兩端電壓的變化情況來判斷紫外LED加上適當正向電流后是否發射紫外光并其測量電路。 



     
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