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探究LED灯 第二学年度（2012——2013） 班级：117班 组长：李绪 组员：谢铭震，王钺，李梓涵，黄冠杰，陈煌，蔡泽荣，王亿铭 指导老师：吴逸虹 LED是什么，也许很多人没有一个明确的认识，接下来，我们就为大家科普一下：LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。因为LED灯发热量不高，把电能量尽可能地转化成了光能，而普通的灯因发热量大把许多电能转化成了热能，白白浪费。对比而言，LED照明就显得节能。 50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。 发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。 当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。 最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命，低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。 对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。1998年发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。GaN芯片发蓝光（λp=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射，峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。 LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。对于InGaN/YAG白色LED，通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K的各色白光。这种通过蓝光LED得到白光的方法，构造简单、成本低廉、技术成熟度高，因此运用最多。 这一切开始于音乐年前,当电致发光现象最早发现于1907年由一个英国实验者沪江圆,使用一个电气化探测在一块碳化硅晶体。一个可见的轴光这一切的开始。然而俄罗斯科学家可信地报道了第一次创建在1927年领导。 在各种实验报告在50年代,美国实验者罗伯特·布雷迪和加里·皮特曼,工作在德州仪器在1961年发现,砷化镓发出红外辐射当电流应用,虽然这种光线是肉眼不可见的是允许大规模采用领导了红外控制设备。 通用电气公司员工尼克霍罗姆雅克Jr在1962年制造了第一个实际可见红色LED节能灯。 1968年,孟山都公司第一次有组织的大规模生产可见LED节能灯使用砷化镓磷酸盐。迅速推入大规模采用手持设备如计算器,手表,数字显示的所有类型,但直到1995年左右,并不被认为是亮光让任何替代传统的照明。 引入高亮度LED节能灯蓝色,表明Nichia公司和最终导致2006年技术奖,今天的中村修二来照亮高科技LED照明都是基于这个研究。高输出蓝色LED节能灯已经彻底改变了电脑产业的升级在蓝色光线技术。(第一个蓝色LED节能灯使用氮化镓是在1971年由雅克·Pankove在RCA实验室) LED节能灯技术已逐渐从早期的第一代DIP5毫升LED,有其固有的热管理问题到今天MCOB高产LED技术。 1、节能. 白光LED的能耗仅为