发光二极管原理(led发光二极管方向)

2021-05-03 06:05 阅读19次

LED基础知识,发光二极管为什么发光,如何发出不同颜色的光

1。了解LED

首先,我们来了解一下LED是什么。它的中文名字叫发光二极管,是一种将电能转化为光能的固态电致发光半导体器件。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,P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层,称为p-n结。如下图,主要由支架、银胶、芯片、金线、环氧树脂五部分组成。

2.LED如何发光

1)发光原理

在了解LED如何发光之前,我们先了解一下什么是电致发光原理。这是因为电场激发电子从低能态跃迁到高能态。当这些电子从高能态回到低能态时,根据能量守恒,多余的能量以光的形式释放出来,然后发光。所以LED发光本质上是由电子的跃迁引起的,也就是电子和价带。

2)发光颜色

led如何发出不同的颜色?我们知道每种光都有一个波长。红色发光二极管的波长一般为650 ~ 700纳米,橙色发光二极管的波长一般为610 ~ 630纳米左右,黄色发光二极管的波长一般为585纳米左右,绿色发光二极管的波长一般为555 ~ 570纳米左右。LED光的波长取决于PN结的宽度。根据PN结的不同,LED可以发出不同颜色的光,分别是红、黄、绿、蓝。那么问题来了,你需要怎么得到其他颜色的光呢?发光二极管是一种电流控制的半导体器件,应用中应串联合适的限流电阻。流行的单色发光二极管的发光颜色与发光波长有关,发光波长取决于制造发光二极管所用的半导体材料。

比如我们常见的白光,理论上蓝色LED结合原来的红色LED和绿色LED可以产生白光,但是白色LED很少是这样产生的。目前生产的大部分白光发光二极管都是用淡黄色荧光粉涂层覆盖蓝光发光二极管制成的。当LED芯片发出蓝光时,一部分蓝光会被这种晶体高效地转换成一种宽大的黄光。黄光刺激肉眼的红、绿感受器,然后混合LED本身的蓝光,使其看起来像白光。荧光粉主要分为铝酸盐和硅酸盐。铝酸盐比硅酸盐性能更好。铝酸盐代表YAG,性能稳定,光衰减小。硅酸盐化学稳定性差,但亮度比YAG高。荧光粉的质量直接决定了光源光色的纯度和耐久性。为什么有些光源会在一段时间内变色,是包装工艺和材料造成的。

值得注意的是:由于LED属于电流型器件,因此在实际使用中一定要串接限流电阻,工作电流根据型号不同一般为1mA到3OmA。另外,由于发光二极管的导通电压一般为1.7V以上(一般在1.6-2.0V,有些特殊的高达4-5V)。应用时必须串联限流电阻以控制经过过程管子的电流。限流电阻R可用下式计算:R=(E-UF)/IF

,其中e为电源电压,UF为LED正向压降,IF为LED一般工作电流。

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