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LED发光二极管的主要参数及结构介绍

助工
2019-11-25 16:13:01    评分

     我们知道,LED芯片的主要功能是:可以直接把电转化为光,它可以说是LED的心脏。本文简单介绍了LED芯片的基础知识即:LED芯片的分类、结构、特点以及重要参数等内容。LED芯片是半导体发光器件LED的核心部件(LED灯),LED发光的原理主要在于LED芯片的P-N结。一般来说,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P-N结(LED电视)。

  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而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的(LED显示器)。

  LED芯片主要由砷(AS)、铝(AL)、镓(Ga)、铟(IN)、磷(P)、氮(N)、锶(Si)这几种元素中的若干种组成,主要材料为单晶硅。


  LED芯片的分类

  用途:根据用途分为大功率LED芯片、小功率LED芯片两种;

       颜色:主要分为三种:红色、绿色、蓝色(制作白光的原料);

       形状:一般分为方片、圆片两种;

       大小:小功率的芯片一般分为8mil、9mil、12mil、14mil等


  LED芯片结构介绍

  不同LED芯片,其结构大同小异,有外延用的芯片基板(蓝宝石基板、碳化硅基板等)和掺杂的外延半导体材料及透明金属电极等构成。


  LED芯片特点

  1、四元芯片,采用MOVPE工艺制备,亮度相对于常规芯片要亮。

  2、信赖性优良。

  3、应用广泛。

  4、安全性高。

  5、寿命长。


  LED芯片的重要参数

  1、正向工作电流If:

  它是指发光二极体正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在0.6·IFm以下。

  2、正向工作电压VF:

  参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。发光二极体正向工作电压VF在1.4~3V。在外界温度升高时,VF将下降。

  3、V-I特性:

  发光二极体的电压与电流的关系,在正向电压正小于某一值(叫阈值)时,电流极小,不发光。当电压超过某一值后,正向电流随电压迅速增加,发光。

  4、发光强度IV:

  发光二极体的发光强度通常是指法线(对圆柱形发光管是指其轴线)方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为(1/683)W/sr时,则发光1坎德拉(符号为cd)。由于一般LED的发光二极管强度小,所以发光强度常用烛光(坎德拉,mcd)作单位。

  5、LED的发光角度:-90°-+90°

  6、光谱半宽度Δλ:

  它表示发光管的光谱纯度。

  7、半值角θ1/2和视角:

  θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向(法向)的夹角。

  8、全形:

  根据LED发光立体角换算出的角度,也叫平面角。

  9、视角:

  指LED发光的最大角度,根据视角不同,应用也不同,也叫光强角。

  10、半形:

  法向0°与最大发光强度值/2之间的夹角。严格上来说,是最大发光强度值与最大发光强度值/2所对应的夹角。LED的封装技术导致最大发光角度并不是法向0°的光强值,引入偏差角,指得是最大发光强度对应的角度与法向0°之间的夹角。

  11、最大正向直流电流IFm:

  允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极体。

  12、最大反向电压VRm:

  所允许加的最大反向电压即击穿电压。超过此值,发光二极体可能被击穿损坏。

  13、工作环境topm:

  发光二极体可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围,发光二极体将不能正常工作,效率大大降低。

  14、允许功耗Pm:

  允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值,LED发热、损坏。





关键词: 发光二极管     LED     主要参数    

助工
2019-11-25 21:57:11    评分
2楼

请问楼主,啥叫“LED 四元芯片”?


助工
2019-11-25 22:09:15    评分
3楼

回楼上:


我开头所说的二元、三元、四元LED芯片,是指该芯片中所含有效元素的数目。如果按组成元素分可以分为以下几种类型:

A.二元芯片(磷、镓):H、G等 (有两种有效元素)

B.三元芯片(磷、镓、砷):SR、HR、UR等 (有三种有效元素)

C.四元芯片(磷、铝、镓、铟):SRF、HRF、URF、VY、HY、UY、UYS、UE、HE、UG等。


拿三元LED芯片来举例,它是指主要含有三种元素的LED芯片,如HY、HO、IR、SR等产品,被称为三元LED。其可见光亮度一般较四元(四种元素)LED要低,全彩显示幕所用的红光芯片大部分是四元系产品,其特点是亮度高。


三元LED芯片和四元LED芯片的区分,主要在于它们的发光区的半导体材料不同。如三元LED芯片有GaALAs GaAsP等。 四元芯片是指InGaALP 。虽然三元与四元的材质不同,四元亮度较高,但四元LED有IR等电性不良比三元多,要防静电,较难作业。



助工
2019-11-25 22:17:26    评分
4楼

光谱半宽度Δλ:,它表示发光管的光谱纯度。

--- 这个是主波长或波长范围吧? 它决定了LED的发光颜色。。。


菜鸟
2019-11-25 22:23:20    评分
5楼

LED我也比较熟悉,我也分享一些。以下是LED发光颜色和波长的对照表:

See the source image


助工
2019-11-25 22:29:17    评分
6楼

LED的主要参数挺全~

话说,LED技术,特别是蓝光和白光的专利、核心等技术,还掌握在国外手里。。。


专家
2019-11-26 22:18:40    评分
7楼

谢谢楼主的归纳整理与慷慨分享。

这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个P-N结”,这是半导体理论中的内容,好像P-N结的形成是通过掺杂技术实现的,头一次看到连接的说法,也许是我孤陋寡闻了。


助工
2019-11-26 22:47:28    评分
8楼

这都是课本上的知识


菜鸟
2019-11-28 10:26:43    评分
9楼
此帖仅楼主可见

助工
2019-11-29 14:42:18    评分
10楼

感谢楼主分享


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