关于发光二极管和半导体照明的探讨-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

发光二极管发展现状

发光二极管通常也叫光发射二极管(LightEmitting Diode，简写为LED)是一种可将电能转变为光能的半导体发光器件，属于固态光源。LED在20世纪60年代初期问世，当时的LED以红色为主，发光效率很低，光通量很小，只能作指示灯和仪表显示器使用。随着管芯材料、结构和封装技术的不断进步，LED颜色品种增多，光效大幅度提高，目前的红色LED光效已可以到100lm/W，绿色LED也可达到 50lm/W，单个LED的光通量可达到几十流明。尤其是近年来高光效、高亮度的白光LED的开发成功，使得LED在照明领域的应用成为可能。自爱迪生发明白炽灯以来的100多年中，电光源照明经历了三个重要发展阶段，这三个阶段中的代表性光源分别为白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯。现在人们普遍认为 LED将可望发展成第四代光源，即半导体照明。

1 半导体发光二极管的特点

LED是半导体器件通过PN结实现电光转换。其特点为：

1.1 节能、不引起环境污染

LED的能耗较小，随着技术的进步，将成为一种新型的节能照明光源。目前白光LED的光效已经达到25lm/W，超过了普通白炽灯的水平，且有人按现在 LED的技术发展速度预测，到2005年，白光LED的光效可以达到50lm/W，而到2010—2015年，白光LED的光效有可能达到 150～200lm/W，远远超过了现在所有照明光源的光效。此外，现在广泛使用的荧光灯、汞灯等光源中含有危害人体健康的汞，这些光源的生产过程和废弃的灯管都会造成对环境的污染。LED则没有这些问题，是一种“清洁”的光源。

1.2 寿命长

一般来讲，普通白炽灯的寿命约为1000h，荧光灯、金属卤化物灯的寿命也不超过1万h，而LED的使用寿命可长达数万h。

1.3 结构牢固

LED是用环氧树脂封装的固态光源，其结构中没有玻璃泡、灯丝等易损坏的部件，是一种全固体结构，因此能够经受得住震动、冲击而不致引起损坏。

除此之外，LED作为照明用光源还有一些难能可贵的优点，例如：发光体接近点光源，便于灯具设计；发光响应时间短；易于做成薄型灯具，节省安装空间等等。

综上所述，LED是一种符合绿色照明要求的光源。所谓“绿色照明”的概念就是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品 (电光源、灯用电器附件、灯具、配线材料，以及调光控制设备和控光器件)，改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明。

2 研发照明用LED的技术关键

LED照明目前还只能用于一些特殊场合。广泛使用的照明光源应该是白光LED，而目前国内外已研制成的白光LED光效还不够高，功率也不够大，价格较贵。如果要求全面取代目前普遍使用的白炽灯或荧光灯，尚有一些技术上的难题需研究解决。

(1)首先是发光效率问题。提高LED的发光效率最主要的方法是改进半导体发光材料与LED芯片的结构和制造工艺。由于这部分工作需要扎实的理论研究基础和先进的半导体工艺设备，开展这方面研究工作不太容易。

(2)高功率问题。作为照明，单个LED输出的光通量必须足够大，欲加大LED的光通量，首先必须注入足够的电功率。但LED芯片的温升不能过高，否则各项性能特别是使用寿命会受到很大的影响。显然，设计较大输入功率的LED器件和灯具，除需用面积较大的芯片外，还必须有良好的散热结构。现在国外一些著名公司已设计研制了一些特殊的LED器件结构，并已获得了较好的效果。

(3)由于通常的LED发出的光相对集中于一个较小的立体角范围内，一般灯具中的反射器就不再是必要的光学组件，而往往用透镜作为准直光学组件。例如，用凸透镜或菲涅耳透镜产生平行光束。然后，用枕形透镜、楔形棱镜等使光束重新扩散、偏折产生满足各种照明灯标准要求的光分布。这就要求对LED照明灯的灯具进行独特的二次光学系统设计。

(4)由于LED照明需由多个LED管组成，其参数离散性也是一个技术问题。除了通过预选、分类，尽量保证一致性以外，还必须设计合理的灯具结构(包括LED的排列和位置布局)和研究合适的驱动电路，防止偶尔产生的能量集中而烧毁部分LED。

(5)此外，由于多个LED组成一只照明灯具时，免不了对LED进行并联、串联。而在使用过程中只要有一个LED短路或开路，都将会导致整小片或整条LED熄灭，影响照明效果。为此，必须研究简单而廉价的保护电路，使这种不良影响降至最低限度。

(6)鉴于LED对散热条件的要求较高，如果管芯结温超过标准限定值，将导致不可恢复性光强衰减。因此，除使用时要有足够的散热措施外、还必须有合理的电路设计和电路布局，尽量使LED保持良好的工作状态，充分发挥它的长寿命优点。

3 结束语

尽管发展发光二极管照明系统目前尚存在一系列技术关键问题需要解决，但随着发光二极管管芯光效的迅速提高，发光二极管的封装与灯具制造工艺的进一步改进，一些经济上和技术的障碍将逐步消除。相信在不久的将来，这类照明系统能在很多领域获得广泛应用。

关键字：发光二极管半导体照明编辑：探路者引用地址：关于发光二极管和半导体照明的探讨

上一篇：eGaN FET比拼MOSFET，驱动器和布局
下一篇：硬开关与软开关功率因数校正电路的研究

推荐阅读最新更新时间：2023-10-18 15:40

Vishay推出新款红色和红外双色发光二极管

日前，Vishay Intertechnology, Inc.宣布，推出新的红色和红外双色发光二极管--- VSMD66694，可用于可穿戴设备和医疗领域的病人监护系统，能有效节省空间。Vishay Semiconductors VSMD66694采用小尺寸2mm x 2mm x 0.87mm封装，波长为660nm（红色）和940nm（红外），使用SurfLight技术制造，辐射功率分别达到业内最佳的9.5mW和8.5mW。对于智能手表和手环等空间有限的设备，用一颗表面贴装封装的VSMD66694就能替换两颗带引线的二极管，且易于与任何定制的透镜系统进行组合。器件在660nm波长时的光谱带宽为20nm，红色和红外波长的

[电源管理]

Vishay推出新款红色和红外双色<font color='red'>发光二极管</font>

什么是有机发光二极管

什么是有机发光二极管　　OLED即英文Organic Light Emitting Diode的缩写，中文译作有机发光二极管。因为具备轻薄、省电等特性，因此从2003年开始，这种显示设备在MP3播放器上得到了广泛应用，而对于同属数码类产品的DC与手机，此前只是在一些展会上展示过采用OLED屏幕的工程样品，还并未走入实际应用的阶段。但OLED屏幕却具备了许多LCD不可比拟的优势，因此它也一直被业内人士所看好。　　下面我们为您总结出了OLED技术优势与劣势。　　OLED的优势：　　1、厚度可以小于1毫米，仅为LCD屏幕的1/3，并且重量也更轻；　　2、固态机构，没有液体物质，因此抗震性能更好，不怕摔；　　

[模拟电子]

普通发光二极管的检测方法

（1）用万用表检测。利用具有×10kΩ挡的指针式万用表可以大致判断发光二极管的好坏。正常时，二极管正向电阻阻值为几十至200kΩ,反向电阻的值为∝。如果正向电阻值为0或为∞，反向电阻值很小或为0，则易损坏。种检测方法，不能实地看到发光管的发光情况，因为×10kΩ挡不能向LED提供较大正向电流。如果有两块指针万用表（最好同型号）可以较好地检查发光二极管的发光情况。用一根导线将其中一块万用表的“+”接线柱与另一块表的“-”接线柱连接。余下的“-”笔接被测发光管的正极（P区），余下的“+”笔接被测发光管的负极（N区）。两块万用表均置×10Ω挡。正常情况下，接通后就能正常发光。若亮度很低，甚至不发光，可将两块万用表均拨至×1Ω若，若

[测试测量]

半导体照明行业标准缺失局面已大为改善

中日韩照明论坛由中国照明学会、日本照明学会和韩国照明与电器设备学会共同主办。从2008年第一届中日韩照明论坛开始，刘世平就一直参与其中。中日韩照明论坛的设立，是为了加强中日韩三国在照明领域的交流与合作，并给三个国家的青年学者提供一个交流学习的平台，不仅可以锻炼青年学者的国际交流能力，也让中日韩三国的照明科学技术水平在交流的同时，达到取长补短、共同进步的目的。对于三国之间的合作，刘世平希望通过中日韩照明论坛这个平台，在日本、韩国科研及生产方面，中国可以借鉴其经验。虽然中国是照明产品的生产大国，在大规模、低水平、重复性高的工作上，中国也占优势;但在技术含量高的领域，中国并不占优势，尤其在产业上游。在亚洲地区，LED产业

[电源管理]

发光二极管的修复

[模拟电子]

壹拾伍：LED点阵的点亮

目前市场主要已形成了4类LED显示产品： ① 单色文字显示屏 ② 点阵和数码管混合显示屏 ③ 双基色（红、绿）多媒体视屏 ④ 全彩色（红、绿、蓝）多媒体视屏 LED屏的优点：亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。 LED电子屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性、更高的灰度级别、全色化方向发展。 #8X8LED点阵屏 8x8点阵LED结构由64个发光二极管组成。原理应用 **原理图** ! (https://img-blog.csdn.net/20180808220153237?watermark/2/text/aHR0cHM6L

[单片机]

如何用万用表判断自闪发光二极管的正负极

用万用表R×1K挡，红、黑两表笔交替接自闪发光二极管的两根引线，当发现其中一次测量，表针先向右摆动一定距离，然后表针在此位置上开始轻微抖动（振荡），如图1-1所示，摆动幅度在一小格左右。这种现象说明自闪发光二极管内部的集成电路在万用表内部1.5V电池电压的作用下开始振荡，输出的脉冲电流使指针产生抖动，只是因为电压太低还不能使发光二极管发光。但此现象说明万用表红、黑表笔的接法是正确的，即万用表黑表笔接的是自闪发光二极管的正极。注意在判断自闪发光二极管正、负极时，千万不要像测普通二极管那样，认为电阻小的那次测量，黑表笔接的是二极管正极。

[测试测量]

抓住机遇 2010照明行业趋势调研报告

　 2010年新春伊始，伴随着世界经济环境的变化、国家对房地产行业进行调控的信号日益明显、能源价格上涨、政府和行业即将出台行业新政策和新标准以及市场渠道重心向二、三线城市的转移，照明行业又迎来了新的发展机遇。　　面对新的市场经济环境，2010年是困难重重和充满挑战的一年，需要行业更多的智慧和勇气。俗话说得好：小心驶得万年船，2010年，企业更要有清醒的认识和冷静的分析，抓住机遇，小心驾驶! 　　无庸置疑，2010年，节能绿色环保为主题的低碳经济将成为照明行业的主旋律。在一系列利好政策的推动下，各大品牌正以奔跑的姿态在飞速发展。　　尤其在奥运会、世博会、亚运会以及国内大型项目工程的推动下，新型节能光源产

[电源管理]

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

热门活动

换一批

■2024 瑞萨电子MCU/MPU工业技术研讨会——深圳、上海站，火热报名中

■罗姆有奖直播 | 重点解析双极型晶体管的实用选型方法和使用方法

■STM32N6终于要发布了，ST首款带有NPU的MCU到底怎么样，欢迎小伙们来STM32全球线上峰会寻找答案！

■免费下载 | 安森美电动汽车充电白皮书，看碳化硅如何缓解“里程焦虑”！

Vishay线上图书馆

白皮书技术文章视频热门推荐