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发光二极管的全面解读

  LED是Light Emitting Diode的缩写,中文意义是:发光二极管,LED也是二极管的一种,是一种能够将电能转化为光能的固态半导体器材,它能够直接把电能转化为光能下…

  LED是Light Emitting Diode的缩写,中文意义是:发光二极管LED也是二极管的一种,是一种能够将电能转化为光能的固态半导体器材,它能够直接把电能转化为光能下面看看它的作业原理:

  在1955年时,美国无线电公司(Radio Corporation of America)的Rubin Braunstein发现了砷化镓(GaAs)与及其他半导体合金的红外线放射效果,而1962年美国通用电气公司(GE)的Nick Holonyak Jr则开宣布可见光的赤色LED,其时只能用于收音机指示灯,亮度极低。

  通过近30年的开展,到1993年日本的日亚化学研宣布在氮化镓(GaN)全球首颗蓝色发光二极管,为三基色奠定了雄厚的根底,也为今后研制白光 LED做出巨大贡献,咱们非常了解的LED,已能宣布红、橙、黄、绿、蓝等多种色光。但是照明需用的白色光LED仅在2000-2005年今后才开展起来。

  最早运用半导体P-N结发光原理制成的LED光源面世于20世纪60年代初。其时所用的资料是GaAsP,发红光(λp=波长650nm),在驱动电流为20mA时,光通量只要千分之几个流明,相应的光视效能约0.1流明/瓦。

  70年代中期,引进元素In和N,使LED发生绿光(λp=波长555nm),黄光(λp=波长590nm)和橙光(λp=波长610nm),光视效能也进步到1流明/瓦。

  到了80年代初,呈现了GaAlAs的LED光源,使得赤色LED的光视效能到达10流明/瓦。

  90年代初,发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新资料的开发成功,使LED的光视效能得到大幅度的进步。在2000年,前者做成的LED在红、橙区(λp=615nm)的光效到达100流明/瓦,而后者制成的LED在绿色区域(λp=530nm)的光视效能能够到达50流明 /瓦。

  下图为LED发光二极管的电路符号,左边为正极,右侧为负极。

  一、LED分类

  (1)LED依照发光色彩能够区分为: 赤色、绿色、蓝色、黄色、白色。

  在白色里边还能够区分为:暖白、中性白、正白、冷白。

  暖白意义便是:比较温暖的感觉,有点淡黄色,但不是黄色,如同黄昏时候的天空,中性白比暖白浅一点,正白便是正午的阳光的色彩,冷白便是晴朗带着白云的色彩,有点偏蓝。

  (2)LED依照电压等级区分:黄色、赤色,一般为:1.8-2.2V。白、蓝、绿色彩,一般为:3.0-3.8V。

  (3)依照色温等级区分:暖白为:2700-3500K。

  中性白: 4000-4500K

  正白为:5000-6000K

  冷白为:》7000K

  K为色温的单位

  (4)依照封装方法区分: 直插式 LED(DIP),如:圆头LED,草帽LED等。

  贴片式 LED(SMD)如:3528、5050、5730等。

  集成封装LED(COB)。

  倒装封装LED(FLIP-CHIP)。

  (5)依照电流等级区分: 20mA(0.06W) 30mA(0.1W) 150mA(0.5W) 350mA(1W) 700mA(3W)。

  (6)依照显色指数区分: 60RA、70RA、80RA、85RA、90RA、95RA,RA为显色指数的单位,显色指数越高证明LED光的失真越小。

  90-95RA的LED一般用于医疗照明和军工照明航空照明产品。

  80-85RA的LED一般用于高端商业照明,如国内的常州良信电器,都选用80-90RA。

  (7)依照功率区分.06W、0.1W、0.2W、0.5W、0.8W、1W、2W、3W、5W、10W、15W、20W、30W、40W、50W、100W等。

  (8)依照发光视点区分:15°、25°、30°、45°、60°、120°。

  (9)依照发光色彩波段区分:

  620-625NM为红光RED

  590-595NM为黄光YELLOW

  470-475NM为蓝光BLUE

  520-525NM为绿光GREEN

  250-265为低紫光这些紫外光能够杀死水中的细节

  杀伤力最强是285nm波长

  365-370NM为中紫光有杀伤力请勿直视

  405-410为高紫光用于人民币辨认

  345-410为植物培养

  (10)依照光强区分:100MCD、200MCD、300MCD、500MCD、800MCD、1200MCD、3000MCD-12000MCD等。

  光强的单位是CD,1000mcd=1CD。

  (11)依照光的亮度区分: 有1LM红光,1-2LM黄光,3-5LM绿光,6-7LM白光,10-20LM白光,50-55LM白光,100-120LM单颗白光,120-170LM单颗白光等。

  光的亮度单位是:LM即为流明每瓦,白炽灯每瓦亮度一般是8-10LM,节能灯亮度一般是每瓦60-70LM,LED每瓦亮度一般是80-120LM。流明是单位面积内的最大亮度。

  (12)依照运用环境等级分:民用等级、医疗与商业照明等级、轿车照明等级。

  民用等级首要遍及在广东中山古镇、 商业照明与医疗等级首要遍及在华东商场。

  轿车照明等级首要用户在轿车尾灯、轿车日间行车灯,轿车大灯,高位刹车灯等。

  对LED要求适当高,对LED芯片温度需求接受130℃-150℃。

  民用等级芯片温度高于80℃以上会呈现严峻的光衰减,乃至呈现芯片烧坏,死灯现象。

  商业照明等级:商业照明等级一般选用芯片温度》105℃-130℃以上的芯片规划封装制品LED,大都选用世界闻名品牌的芯片封装成制品的LED颗粒。

  (13)依照世界品牌区分:

  世界LED研制企业:日本日亚化学、德国OSRAM、美国CREE,韩国首尔等。

  台系LED研制企业: 亿光光电、晶元、光宝科技等。

  国内LED研制企业: 鸿利光电、木林森、长方照明,德辰光电等。

  (14)依照国内闻名LED运用企业区分

  常州良信电器、TLC照明、江苏亮堂照明、三雄极光等。

  笔者在展会上发现唯有良信电器是自主研制驱动电源,选用的是日本日亚的757系列LED。

  二、LED制造进程

  出产白光LED半导体二极管需求哪些资料:

  (1) 半导体芯片

  (2) 封装支架

  (3) 荧光粉

  (4) 封装胶水

  (5) 金线

  (1)半导体芯片是LED出产的首要资料,芯片一般都比较小,单位用英制mil表明,1mm=40mil,像市面上常用2835LED 22-24LM光通量尺度一般为9×20mil,9×22mil,23-25LM 芯片一般为:9×26mil,26lm,一般为11×28mil,是使用氮化镓固定在蓝宝石沉底上用氮气喷淋成长出来的结晶芯片,世界上首要有这几家能够出产芯片:日本日亚、美国CREE、美国普瑞、德国OSRAM、韩国首尔、马来西亚统亮堂DOMINANTtm,台湾首要有:晶元、奇立、光宝等。

  国内首要有:清华同方、华灿光电、三安光电等,出产芯片的设备为MOCVD。

  (2)封装支架便是:固定芯片的本体包括焊盘外壳在内,封装支架制造工艺简略,国内现已老练安稳,在世界上质量比较好的如:日立化学、CERR等。

  (3)荧光粉是白光LED首要资料之一,白光LED是用蓝光芯片参加荧光粉调制成不同色温的白光LED,荧光粉首要出产厂家为:日亚、丰田组成、英特美,荧光粉价格比较贵重,好的荧光粉价格和黄金差不多价格。

  (4)封装胶水:首要是混合荧光粉与固定芯片效果,好的胶水,LED光衰很低。

  世界比较闻名的品牌是:日本的信越胶水、道康宁胶水。

  (5)金线首要效果是把芯片上面的正负极引出固定在支架的焊盘上面,金线制造工艺简略,国内现已老练安稳。

  三、单颗LED技术参数

  5730(SMD),VF=3.0-3.2V,IF=150MA,RA=70,6000-6500K

  5730为类型,VF=电压,IF=电流,RA=显色指数,K为色温,跟进电压电流能够算出功率=0.5W。

  下面咱们用一节锂电池和几个元件来做一个电源驱动一颗LED。

  自备资料: 18650,3.7V,500-1000mA,内阻《50毫欧,锂电池一节。

  2835贴片, 3V,60mA,0.2W,6000-6500K,RA-70,参数的LED 1只。

  35Ω,1/4W,色环电阻一只。

  一般的波段开关一只。

  导线若干。

  依据下面的原理图制造一只简易的手电筒吧!

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