发光二极管

发布时间:2022-08-26 16:01
作者:Ameya360
来源:网络
阅读量:2012

    发光二极管,简称为LED,是一种常用的发光器件,通过电子与空穴复合释放能量发光,它在照明领域应用广泛。

    发光二极管可高效地将电能转化为光能,在现代社会具有广泛的用途,如照明、平板显示、医疗器件等。

    这种电子元件早在1962年出现,早期只能发出低光度的红光,之后发展出其他单色光的版本,能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线,光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等;

    随着技术的不断进步,发光二极管已被广泛地应用于显示器和照明。

发光二极管

发光二极管的工作原理

    发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压大于5伏。它的正向伏安特性曲线很陡,使用时必须串联限流电阻以控制通过二极管的电流。

    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,在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层,称为PN结。在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子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。PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。

发光二极管的主要分类

    发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。

    LED的控制模式有恒流和恒压两种,有多种调光方式,比如模拟调光和PWM调光,大多数的LED都采用的是恒流控制,这样可以保持LED电流的稳定,不易受VF的变化,可以延长LED灯具的使用寿命。

    1、普通单色发光二极管

    普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点,可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。它属于电流控制型半导体器件,使用时需串接合适的限流电阻。

    2、蓝光发光二极管(LED)

    普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关,而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。红色发光二极管的波长一般为650~700nm,琥珀色发光二极管的波长一般为630~650nm ,橙色发光二极管的波长一般为610~630nm左右,黄色发光二极管的波长一般为585nm左右,绿色发光二极管的波长一般为555~570nm。

   3、高亮度单色发光二极管

    高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管使用的半导体材料与普通单色发光二极管不同,所以发光的强度也不同。通常,高亮度单色发光二极管使用砷铝化镓(GaAlAs)等材料,超高亮度单色发光二极管使用磷铟砷化镓(GaAsInP)等材料,而普通单色发光二极管使用磷化镓(GaP)或磷砷化镓(GaAsP)等材料。

    4、变色发光二极管

    变色发光二极管是能变换发光颜色的发光二极管。变色发光二极管发光颜色种类可分为双色发光二极管、三色发光二极管和多色(有红、蓝、绿、白四种颜色)发光二极管。

    变色发光二极管按引脚数量可分为二端变色发光二极管、三端变色发光二极管、四端变色发光二极管和六端变色发光二极管。

   5、闪烁发光二极管

    闪烁发光二极管(BTS)是一种由CMOS集成电路和发光二极管组成的特殊发光器件,可用于报警指示及欠压、超压指示。

    闪烁发光二极管在使用时,无须外接其它元件,只要在其引脚两端加上适当的直流工作电压(5V)即可闪烁发光。

    6、红外发光二极管

    红外发光二极管也称红外线发射二极管,它是可以将电能直接转换成红外光(不可见光)并能辐射出去的发光器件,主要应用于各种光控及遥控发射电路中。

    红外发光二极管的结构、原理与普通发光二极管相近,只是使用的半导体材料不同。红外发光二极管通常使用砷化镓(GaAs)、砷铝化镓(GaAlAs)等材料,采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。

    常用的红外发光二极管有SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等。

   7、紫外发光二极管

    基于半导体材料的紫外发光二极管(UV LED)具有节能、环保和寿命长等优点,在杀菌消毒、医疗和生化检测等领域有重大的应用价值。近年来,半导体紫外光电材料和器件在全球引起越来越多的关注,成为研发热点。 2018年12月9一12日,由中国科学院半导体研究所主办的第三届“国际紫外材料与器件研讨会” (IWUMD一2018)在云南昆明召开,来自十二个国家的270余位代表出席了会议。本次会议汇聚了国内外在紫外发光二极管材料和器件相关领域的多位顶尖专家的最新研发成果报告。 

    紫外发光二极管是氮化物技术发展和第三代半导体材料技术发展的主要趋势,拥有广阔的应用前景。中国科技部为了加快第三代半导体固态紫外光源的发展,争施了“第三代半导体固态紫外光源材料及器件关键技术”重点研发计划专项(2016YFB0400800)。国家重点研发计划的支持和国际紫外材料与器件研讨会的举办,将为加快实现我国第三代半导体紫外光源的市场化应用,带动我国紫外半导体发光二极管材料和器件技术创亲及产业化发展发挥积极的作用。 

    8、有机发光二极管

    1987年,柯达公司邓青云等成功制备了低电压、高亮度的有机发光二极管(OLED),第一次向世界展示了OLED在商业上的应用前景‘“。1995年,Kido在science杂志上发表了白光有机发光二极管(wOLED)的文章, 虽然效率不高,但揭开了OLED照明研究的序幕。经过几十年的发展,OLED的效率和稳定性早已满足小尺寸显示器的要求,受到众多高端仪器仪表、手机和移动终端公司的青睐,大尺寸技术也日渐完善。 

    OLED材料的发展是OLED产业蓬勃发展的基础。最早的OLED发光材料是荧光材料,但荧光材料由于自旋阻禁,其理论内量子效率上限仅能达到25%。1998年,Ma以及Forrest和Thompson等先后报道了磷光材料在OLED材料中的应用,从而为突破自旋统计规律、100%地利用所有激子的能量开辟了道路。但是磷光材料也存在一定的问题,由于含有贵金属,价格很高而且蓝光材料的稳定性长期停滞不前。

    2009年,日本九州大学的Adachi教授首次将热活化延迟荧光(TADF)材料引入OLED。此类材料具有极低的单三线态能隙,可通过三线态激子的反向系间窜越(RISC)实现100%的理论内 量子效率。材料体系和器件结构的日渐完善,使得OLED在显示领域崭露头角。另一方面,WOLED具有发光效率高、光谱可调、蓝光成分少和面光源等一系列优 势,作为低色温、无蓝害的高效光源,有望成为未来健康照明的新趋势。

(备注:文章来源于网络,信息仅供参考,不代表本网站观点,如有侵权请联系删除!)

上一篇:场效应管

下一篇:晶体管

在线留言询价

相关阅读
二极管的直流电阻和交流电阻的联系和区别
  二极管是一种常见的半导体器件,具有独特的电学性质。二极管的直流电阻和交流电阻是描述其在直流和交流电路中的特性的重要参数。本文将深入探讨二极管的直流电阻和交流电阻的联系和区别。  1.二极管的基本原理  二极管是由正负两种材料组成的半导体器件,具有正向导通和反向截止的特性。在正向偏置下,二极管会导通并具有很小的电阻;而在反向偏置下,二极管则处于高电阻状态。  直流电阻  二极管的直流电阻是指在稳定的直流工作条件下,通过二极管的电流与电压之比。直流电阻通常通过斜率差值法或微分法计算,在直流电路中对二极管的导通特性和功耗起着关键作用。  交流电阻  二极管的交流电阻是指在交流信号下,通过二极管的交流电流与电压之比。由于二极管的非线性特性,其交流电阻取决于交流信号的频率和幅值,对于高频应用尤为重要。  2.联系和区别  联系  共同点:二极管的直流电阻和交流电阻都反映了二极管在电路中的阻抗特性,对于电路设计和分析至关重要。  受温度影响:直流电阻和交流电阻都会受到温度变化的影响,二极管的电阻值随温度升高而减小。  区别  工作原理不同:直流电阻描述了二极管在直流电路中的电阻特性,主要考虑静态工作状态下的电阻值;而交流电阻则更多地考虑了动态工作状态下的电阻变化。  频率响应不同:交流电阻随着交流信号频率的变化而变化,呈现出非线性特性;而直流电阻相对稳定,不受频率影响。  应用环境:直流电阻通常用于静态电路分析和设计,交流电阻则更多地涉及到动态信号处理和高频电路设计。  3.应用举例  在整流电路中,直流二极管的低直流电阻能够有效地保证整流效果;  在调制解调器中,交流二极管的快速响应和低交流电阻有助于信号调制和解调。  二极管的直流电阻和交流电阻是描述其在直流和交流电路中特性的重要参数。通过深入理解二极管在不同工作条件下的电阻特性,可以更好地设计和优化电子电路,提高系统性能和稳定性。
2024-11-04 15:17 阅读量:244
LED发光二极管工作原理及检测方法
  LED(Light-Emitting Diode,发光二极管)是一种常见的半导体器件,被广泛用于指示灯、显示屏、照明和通信等领域。  1.LED的工作原理  LED是一种电子器件,其工作基于半导体材料在注入载流子时产生光电子效应。以下是LED的工作原理简要概述:  PN结:LED是由N型半导体和P型半导体构成的PN结构。当在PN结上加正向电压时,电子从N区向P区扩散,而空穴从P区向N区扩散。  载流子复合:当电子与空穴相遇时,它们发生复合并释放出能量,这些能量被转化为光子。这个过程称为辐射复合。  发光:光子在晶体中传播,并在PN结附近释放出可见光。根据半导体材料的不同,LED可以发出不同颜色的光。  选择材料:选择不同的半导体材料可以实现不同波长的发光,例如氮化镓(GaN)可实现蓝光LED。  2.LED的检测方法  LED的性能评估和质量控制需要准确且可靠的检测方法。以下是几种常见的LED检测方法:  1. 外观检测:是最简单和直观的LED检测方法。通过肉眼观察LED的表面是否平整、颜色是否均匀等来判断LED的品质。  2. 光电参数测试:使用光电参数测试仪器,例如光强计和色温计,来测量LED的亮度、色温、色坐标等参数,以确保LED的光学性能符合要求。  3. 电性能测试:使用万用表或特定的LED测试仪器,检测LED的电流、电压、功率等电性能参数,以确保LED在正常工作范围内。  4. 热耦合测试:LED的发光效率会受到温度的影响,因此进行热耦合测试,即在不同温度下测试LED的光电参数,有助于评估LED在不同环境下的性能稳定性。  5. 寿命测试:对LED进行寿命测试,模拟LED在长期使用中可能遇到的工作条件,以确定LED的使用寿命和稳定性。  6. 波长测试:使用光谱分析仪或波长测试仪器,测量LED发出的光的波长,以确保LED的色彩准确性和一致性。  LED作为一种高效、环保的照明和显示技术,在各种领域得到广泛应用。了解LED的工作原理和有效的检测方法,有助于确保LED产品的质量和性能,在工程设计和制造过程中发挥重要作用。
2024-07-04 10:03 阅读量:400
肖特基二极管和整流二极管的区别
  二极管是一种最简单的半导体器件,用于控制电流的流动方向。肖特基二极管和整流二极管是两种常见的二极管类型,它们在结构、工作原理和应用方面有着明显的区别。  1. 肖特基二极管  1.1 结构:金属-半导体结构:肖特基二极管由金属和半导体材料组成,其中金属为阴极部分,半导体为阳极部分。  1.2 工作原理:低势垒:肖特基二极管具有较低的势垒高度,因此在导通时会产生较少的热量。  1.3 特点  快速开关速度:响应时间短,适合高频应用。  低电压降:较低的正向电压降使其功耗更低。  1.4 应用  频率调制器:通信设备中用于频率调制。  功率电子器件:高效能源转换器中常用。  2. 整流二极管(Rectifier Diode)  2.1 结构:P-N结构:整流二极管由P型半导体和N型半导体组成。  2.2 工作原理:正向/反向特性:整流二极管在正向偏置时导通,反向偏置时截止。  2.3 特点  较大的耐压能力:相比肖特基二极管,整流二极管通常具有更高的反向击穿电压。  较慢的反应速度:与肖特基二极管相比,整流二极管的开关速度较慢。  2.4 应用  整流器:在电路中用于将交流信号转换为直流信号。  电源供应:电源转换器中广泛应用。  3. 区别对比  3.1 功能差异  肖特基二极管适用于高频应用,具有快速开关速度和低电压降的特点。  整流二极管主要用于电路整流,具有较慢的反应速度但较大的耐压能力。  3.2 结构差异  肖特基二极管采用金属-半导体结构,势垒低。  整流二极管采用P-N结构,用于整流和电源转换。  3.3 应用范围  肖特基二极管常用于频率调制器和功率电子器件中。  整流二极管广泛应用于整流电路和电源供应中。
2024-05-22 10:24 阅读量:594
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
MC33074DR2G onsemi
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
型号 品牌 抢购
BP3621 ROHM Semiconductor
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
TPS63050YFFR Texas Instruments
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年,现 有超过3500家优质供应商,收录600万种产品型号数据,100 多万种元器件库存可供选购,产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等,为广大客户提供一站式购 销服务。