適用性:很小,每個單元 LED 小片是 3-5mm 的正方形,所以可以制備成各種形狀的器件,并且適合于易變的環(huán)境。 響應(yīng)時間:其白熾燈的響應(yīng)時間為毫秒級, LED 燈的響應(yīng)時間為納秒級。 對環(huán)境污染:無有害金屬汞。
LED燈珠廣泛用于燈飾照明、LED大屏幕顯示、交通燈、裝飾、電腦、電子玩具禮品、交換機、電話機、廣告、城市光彩工程等諸多生產(chǎn)領(lǐng)域
LED全稱為半導(dǎo)體發(fā)光二極管,采用半導(dǎo)體材料制成的,以直接將電能轉(zhuǎn)化為光能,電號轉(zhuǎn)換成光信號的發(fā)光器件;其特點是功耗低、高亮度、色彩艷麗、抗振動、壽命長(正常發(fā)光8-10萬小時)、冷光源等優(yōu)點,是真正的“綠色照明”。以LED為光源的燈飾產(chǎn)品在21世紀的將來,必然取代白織燈,成為人類照明的又一次革命。
半導(dǎo)體發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器類似,也是一個PN結(jié),也是利用外電源向PN結(jié)注入電子來發(fā)光的。半導(dǎo)體發(fā)光二極管記作LED,是由P型半導(dǎo)體形成的P層和N型半導(dǎo)體形成的N層,以及中間的由雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)成的有源層組成。有源層是發(fā)光區(qū),其厚度為0.1~0.2μm左右。
半導(dǎo)體發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)公差沒有激光器那么嚴格,而且無諧振腔。所以,所發(fā)出的光不是激光,而是熒光。LED是外加正向電壓工作的器件。在正向偏壓作用下,N區(qū)的電子將向正方向擴散,進入有源層,P區(qū)的空穴也將向負方向擴散,進入有源層。進入有源層的電子和空穴由于異質(zhì)結(jié)勢壘的作用,而被封閉在有源層內(nèi),就形成了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。這些在有源層內(nèi)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的電子,經(jīng)躍遷與空穴復(fù)合時,將產(chǎn)生自發(fā)輻射光。
此式稱為玻爾條件。式中h=6.626×10-34J·s。當發(fā)光二極管工作時,在正偏下,通常半導(dǎo)體的空導(dǎo)帶被通過結(jié)向其中注入的電子所占據(jù),這些電子與價帶上的空穴復(fù)合,放射出光子,這就產(chǎn)生了光。發(fā)射的光子能量近似為特定半導(dǎo)體的導(dǎo)帶與價帶之間的帶隙能量。這種自然發(fā)射過程叫作自發(fā)輻射復(fù)合(圖1)。顯然,輻射躍遷是復(fù)合發(fā)光的基礎(chǔ)。注入電子的復(fù)合也可能是不發(fā)光的,即非輻射復(fù)合。在非輻射復(fù)合的情況下,導(dǎo)帶電子失去的能量可以變成多個聲子,使晶體發(fā)熱,這種過程稱為多聲子躍遷;也可以和價帶空穴復(fù)合,把能量交給導(dǎo)帶中的另一個電子,使其處于高能態(tài),再通過熱平衡過程把多余的能量交給晶格,這種過程稱為俄歇復(fù)合。隨著電子濃度的提高,這種過程將變得更加重要。帶間躍遷時,輻射復(fù)合和非輻射復(fù)合的兩種過程相互競爭。有的發(fā)光材料表現(xiàn)為輻射復(fù)合占優(yōu)勢。
所屬分類:LED發(fā)光器件/特殊LED發(fā)光器件
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