2.1发光二极管讲解.ppt

（部分）激发荧光体使其发出黄光 LED发出蓝光 （透镜）复合成白光 （部分）剩余蓝光 白光LED (B+Y) 蓝光（460）芯片＋YAG:Ce荧光体（560，黄光）光谱 二、基本结构 1、面发光二极管 图2.1.2-2 面发光二极管的结构示意图 光纤圆形 蚀刻孔 接合材料 金属化层 限制层 SiO2绝缘层 金属化层 热沉 有源区 圆形金属触点 衬底 双异质 结层 SiO2绝缘层 有源发光区光束的水平、垂直发散角均为120度，因此与光纤的直接耦合效率很低，仅有4％。 面、边发光二极管的区别很容易由下图看到。 * electrodes semiconductor chip epoxy dome bond wires “silver cup” reflector Different parts of an LED LED 主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。 LED 芯片 2、 边发光二极管 金属化层 (用于电接触) SiO2绝缘层 双异质结 热沉 衬底 导光层 金属化层 (用于电接触) 条形接触 (确定有源区) 有源区 它的核心结构是有源层两边有导光层（限制层），构成了以有源层为纤芯的光波导，有源层产生的光波从其端面射出，发散角小。有利于发光功率有效地耦合入光纤。 如何限制？ 图2.1.2-3 边发光型LED的结构示意图 三、驱动电路 输出光功率被电信号所调制——数字、模拟。 图2.1.2-4 LED驱动电路 +5V LED Re Rb2 Rb1 Vin 0 IF 反向死区 VB 死区电压 正 向 工 作 区 击穿区 正向电流 伏安特性 四、符号及外形 LED外形可分为圆形、方形、矩形、三角形和组合形等多种 塑封LED按管体颜色又分为红色、琥珀色、黄色、橙色、浅蓝色、绿色、黑色、白色、透明无色等多种 §2.1.3 LED的特性 一、光谱特性 1300 波长/nm Δλ=70nm 相对光强 图2.1.3-1 LED光谱 发光二极管发射的是自发辐射光，没有谐振腔对波长的选择，谱线较宽，如图2.1.3-1所示。 二、 光束的空间分布 在垂直于发光平面上，面发光LED辐射图呈朗伯分布，即 　　 ，半功率点辐射角 边发光型LED， 　 　　。 发光面和角分布 三、 输出光功率特性 白炽灯和卤钨灯，其光效约为15流明／瓦；荧光灯的光效约为40流明／瓦，而LED灯预计可达到250流明/瓦，目前可以110流明/瓦，并成功应用与实践中。发光二极管的输出光功率特性如图2.1.3-2所示。驱动电流较小时，P-I曲线的线性较好；电流过大时，由于PN结发热产生饱和现象，使P-I曲线的斜率减小。 0 200 400 电流I /mA 发 射 光 功 率P/mW 面发光 边发光 15 10 5 0 图2.1.3-2 LED 的P-I曲线 §2.1.4 LED的特点及应用 一、特点 （可依据发光原理自行分析） 1、LED辐射光为非相干光，光谱较宽，发散角大。 2、LED的发光光效高，颜色非常丰富，通过选用不同的材料，可以实现各种发光颜色。如采用GaP:ZnO或GaAsP（磷砷化镓）材料的红色LED，GaAsP材料的橙色、黄色LED，以及GaN蓝色LED等。而且通过红、绿、蓝三原色的组合，可以实现全色化。 3、LED的辉度高。随着各种颜色LED辉度的迅速提高，即使在日光下，由LED发出的光也能视认。正是基于这一优势，在室外用信息板、广告牌、道路通行状况告示牌等方面的应用正迅速扩大。 4、LED的单元体积小。在其他显示器件不能使用的极小的范围内也可使用，再加上低电压、低电流驱动的特点，作为电子仪器设备、家用电器的指示灯、信号灯的使用范围还会进一步扩大。 5、寿命长，基本上不需要维修。可作为地板、马路、广场地面的信号光源，是一个新的应用领域。 二、 应用 1、 指示灯、信号灯 2 、数字显示用显示器 利用LED进行数字显示，有点矩阵型和字段型两种方式。 图2.1.4-1点矩阵型数字显示 图2.1.4-2 字段型数字显示 树脂 反射框 引线框架 LED芯片 扩散片 3、平面显示器 　　　LED用于平面显示，其优点是：LED为固体元件，可靠性高，可以制作对于阴极射线管（CRT）及液晶显示器（LCD）来说不容易做出的大型显示器。 4、光源 　　　LED除用做显示器件外，还可用做各种装置、系统的光源。 夏普108英寸的液晶电视 CeBIT2007 ：Tecnovision的公司 ，L