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LED基础知识

半导体发光器件包括半导体发光二*管（简称LED）、数码管、*号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。事实上，数码管、*号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二*管。

一、半导体发光二*管工作原理、特性及应用
（一）LED发光原理
发光二*管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其*是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向?截止、击穿特性。此外，在*条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。

假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发*合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发*合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光*在靠近PN结面数μm以内产生。

理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二*管，但其中蓝光二*管成本、价格很高，使用不普遍。

（二）LED的特性
1．*限参数的意义
（1）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*大值。*，LED发热、损坏。
（2）*大正向直流电流IFm：允许加的*大的正向直流电流。*过此值可损坏二*管。
（3）*大反向电压VRm：所允许加的*大反向电压。*过此值，发光二*管可能被击穿损坏。
（4）工作环境*m:发光二*管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*管将不能正常工作，效率大大降低。