LED发光二极管工作原理.docVIP

光學基礎知識 一﹑光學基本概念 1﹒光通量Φ 定義﹕人眼所感受的光能量的大小稱為光通量﹒通常用字母Φ表示﹒ 光通量的單位﹕流明 lm 2﹒發光強度.. Iv 定義﹕點光源向各方向發出的可見光﹐在某一方向﹐在單位立体角.. dΩ內發出的 光通量為.. dΦ﹐則點光源在該方向上的發光強度.. Iv為﹕ Iv＝dΦ/dΩ 發光強度.. Iv的單位﹕坎德拉 cd 1000mcd＝1cd 3﹒光出射度.. M 定義﹕光源單位發光面積所發出的光通量大小﹒ M＝dΦ/dA 光出射度的單位﹕勒克斯 lx（＝1lm/ m2） 4﹒光照度.. E 定義﹕單位受照射面積接受的光通量大小﹒ E＝dΦ/dA 光照度的單位﹕勒克斯 lx（＝1lm/ m2） 5﹒光亮度.. L 描述具有有限尺寸的發光体發出的可見光在空間的分布情況﹒ 定義﹕單位發光面積.. dA在θ方向的發光強度.. Iv与該單位面積在垂直于該方向平 面上的投影.. cosθdA之比﹒ L＝Iv/cosθdA 光亮度的單位﹕坎德拉／平方米 cd/m2 6﹒發光效率η 定義﹕光源所發出的光通量Φ和該光源所消耗的電功率Ｐ的比值﹒ η＝Φ/Ｐ 發光效率的單位﹕流明／瓦 lm/w 白熾燈發光效率﹕.. 15 lm/w LED可達到.. 100 lm/w(實驗室值) 白光ＬＥＤ的效率﹕25lm/w 7﹒色溫 黑体是指這樣一种物体﹒它能在任何溫度下將輻射到它表面的任何波長的能 量全部吸收﹒ 黑体的光出射度Ｍ隨溫度上升而極快的上升﹒ Ｍ黑=σT4 上式為著名的斯蒂芬－玻爾滋曼定律﹐其中σ為斯蒂芬－玻爾滋曼常數﹒ 當光源所發出的光的顏色與黑体在某一溫度下輻射的顏色相同時﹐黑体的這  個溫度就稱為該光源的顏色溫度﹐簡稱色溫﹒.. 8﹒顯色指數 描述光源照射到物体上所產生的客觀效果﹒如果各色物体受照射時效果和標 准光源照射時一樣﹐則認為該光源的顯色性好﹐即顯色指數高﹔反之﹐如果物体 在受照射后顏色失真﹐則該光源的顯色性就差﹐即顯色指數低﹒ 二﹑顏色的基本知識 1﹒顏色及其分類 顏色是不同波長可見光輻射作用于人的視覺器官所產生的心理感受﹒顏色是一 种物理﹑生理及心理學有關的複雜現象﹒ 顏色可分為非彩色和彩色兩大類﹒根据顏色形成的物理机制的不同﹐顏色又可 分為光源色﹑物体色及熒光色﹒自發光形成的顏色﹐一般稱為光源色﹔自身不發 光﹐憑借其它光源照明﹐通過反射或透射而形成的顏色稱為物体色﹔物体受光照 射激發所產生的熒光与反射或透射光共同形成的顏色稱之為熒光色﹒.. 2﹒顏色的表觀特征 顏色有三種表觀特征﹕明度﹑色調和飽和度﹒ 明度表示顏色的明亮程度﹒對于光源色﹐明度值與發光体的光亮度有關﹔對 于物体色﹐此值與物体的透射比或反射比有關﹒ 色調是區分不同彩色的特征﹒可見光譜范圍內﹐不同波長的輻射﹐在視覺上 呈現不同的色調﹐如紅﹑黃﹑綠﹑藍﹑紫等等﹒光源色的色調取決于輻射的光譜 組成﹐而物体色則既與照明光的光譜組成有關﹐還同物体對光的選擇性吸收有 關﹒例如﹕物体反射波長為.. 480nm~560nm的輻射﹐吸收其它波長的輻射﹐在白 光照明下呈綠色﹒ 飽和度表示顏色接近光譜色的程度﹒人們在觀察顏色時﹐通常是在白天日光 下進行的﹒一种顏色﹐可以看成是某種光譜色與白色混合的結果﹒其中光譜色的 白光所占的比例越大﹐顏色接近光譜色的程度就越高﹒飽和度高﹐顏色則深而艷﹒ 光譜色的白光成分為０﹐飽和度達到最高﹒非彩色只有明度的差別﹐沒有色調區 分﹐飽和度為０﹒ 顏色的三原色為﹕紅（Ｒ）﹑綠（Ｇ）﹑藍（Ｂ）﹒這三种顏色可匹配所有顏色﹒ RD1陳興榮.. 2003.6.2 发光二极管的工作原理图解分析 发光二极管,通常称为LED,是在电子学世界里面的真正无名英雄。它们做了许多不同工作和在各种各样的设备都可以看见它的存在。 基本上,发光二极管只是一个微小的电灯泡。但不像常见的白炽灯泡，发光二极管没有灯丝，而且又不会特别热。它单单是由半导体材料里的电子移动而使它发光。 什么是二极管 二极管是半导体设备中的一种最常见的器件,大多数半导体最是由搀杂半导体材料制成(原子和其它物质)发光二极管导体材料通常都是铝砷化稼,在纯铝砷化稼中,所有的原子都完美的与它们的邻居结合,没有留下自由电子连接电流。在搀杂物质中，额外的原子改变电平衡，不是增加自由电子就是创造电子可以通过的空穴。这两样额外的条件都使得材料更具传导性。带额外电子的半导体叫做N型半导体，由于它带有额外负电粒子，所以在N型半导体材料中，自由电子是从负电区域向正电区域流动。带额外“电子空穴”的半导体叫做P型半导体，由于带有正电粒子。电子可以从另一个电子空穴跳向另一个电子空穴，从从负电区域向正电区域流动。 因此，电子空穴本身就显示出是从正电区域流向负电区域。二极管是由N