led光源

特点

　　led光源是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。

　　消耗能量较同光效的白炽灯减少80[%]。

　　每个单元LED小片是3mm-5mm的正方形。可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。

　　寿命长，大约10万小时以后光衰为初始的50[%]。

　　响应时间短，为纳秒级。

　　无有害金属，清洁环保。

　　可以随意改变颜色，通过化学修饰方法，实现黄红绿蓝橙等多色光。

分类

　　1、按发光管的发光颜色分：红色、橙色、绿色、蓝光等。另外还有些发光二极管包含两种到三种颜色的芯片。

　　2、按发出光面的特征分：圆形、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。

　　3、按发光管的结构：全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。

　　4、按照发光强度和工作电流分：普通亮度LED、高亮度LED、超高亮度LED。

发光原理

　　半导体材料的导电性质介于导体和绝缘体材料之间，它的独特之处在于：当半导体受到外界光和热条件的刺激时，它的导电能力会发生显着的变化；在纯净的半导体中加入微量的杂质，其导电能力也会显着的增加。在近代电子学中用得最多的半导体就是硅（Ｓｉ）和锗（Ｇｅ），它们的最外层电子都是４个，在硅或者锗原子组成晶体时相邻的原子相互影响，使外侧电子变成两个原子共有的，这就形成了晶体中的共价键结构，这是一种约束能力很小的分子结构。在室温（３００Ｋ）情况下，由于受到热激发就会使一些最外层电子获得足够的能量而脱离共价键束缚变成自由电子，这个过程叫做本征激发。在电子摆脱束缚成为自由电子后，共价键中会留下一个空位，这个空位称为空穴，空穴的出现是半导体区别于导体的一个重要特征。

　　由于共价键出现了空穴，在外加电场或者其他的能源作用下，邻近的价电子就会填补这个空穴，而这个电子的原来位置上又形成新的空穴，以后其他电子再转移到这个新的空穴上。这样就产生了一定的电荷转移我们可以用以下公式对本征半导体中的自由电子的浓度进行计算：

　　ｎｉ（Ｔ）＝ＡＴ３/２ｅ－ＥＧ/２ｋＴ

　　式中， 　　ＥＧ——电子挣脱共价键束缚所需要的能量，单位是ｅＶ（电子伏），又被称为禁带宽度； 　　Ｔ——温度； 　　Ａ——系数； 　　ｋ——波耳兹曼常数（１．３８×１０－２３Ｊ/Ｋ）； 　　ｅ——自然对数的底。

　　由于在本征半导体中自由电子和空穴是成对出现的，所以这个计算公式也可以用来表示空穴的浓度。在半导体中自由电子（或空穴）的浓度越高，导电能力越强，在常温附近，温度每升高８℃，硅的自由电子浓度增加1倍；温度每升高１２℃，锗的自由电子浓度升高1倍。

　　在本征半导体中加入少量的五价元素杂质如磷等，它在与其他半导体原子结成共价键以后会有一个多余的电子，这个多余的电子只需要非常小的能量就能摆脱束缚成为自由电子，这类杂质半导体被称为电子半导体（Ｎ型半导体）。而在本征半导体中加入少量的三价元素杂质（如硼等），因为它外层只有三个电子，在与周围的半导体原子组成共价键以后会在晶体中产生一个空位，这类杂质半导体被称为空穴半导体（Ｐ型半导体）。在Ｎ型和Ｐ型半导体结合后，在它们的交界处就会出现自由电子和空穴的浓度差别，于是电子和空穴都要向浓度低的地方扩散，留下了一些带电却不能移动的离子，从而破坏了Ｎ区和Ｐ区原来的电中性。这些不能移动的带电粒子通常被称为空间电荷，它们集中在Ｎ区和Ｐ区交界面附近形成了一个很薄的空间电荷区，这就是我们所说的ＰＮ结。

　　在ＰＮ结的两端加上正向偏置电压（Ｐ型的一边加正电压）后，空穴和自由电子就会相互移动，形成一个内电场。随后新注入的空穴和自由电子再重新复合，复合的同时有时会以光子的形式释放多余能量，这就是我们所见到的ＬＥＤ发出的光。这样的光谱范围是比较窄的，由于每种材料的禁带宽度不相同，所以释放出的光子波长也不同，所以ＬＥＤ发光的颜色由所使用的基本材料决定.

应用

　　led光源应用十分广泛，涉及现代社会的各个方面：居民照明市场、汽车市场、背光源市场、交通灯市场、户外大屏幕显示、特工照明和军事运用以及玩具娱乐等。