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ｌed产品常识

半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称ＬED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管）等。事实上,数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。

一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用?(一)LEＤ发光原理????发光二极管是由Ⅲ－Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓）、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结.因此它具有一般P—N结的I—N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外,在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下,电子由Ｎ区注入Ｐ区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子（多子)复合而发光，如图1所示。???假设发光是在P区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近)捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大,不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大,光量子效率越高.由于复合是在少子扩散区内发光的,所以光仅在靠近PＮ结面数μm以内产生。

?理论和实践证明,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关，即λ≈１２40/Ｅg(mm）?式中Ｅｇ的单位为电子伏特(eV).若能产生可见光(波长在３8０nｍ紫光～780nm红光）,半导体材料的Eg应在３.２6~1。6３ｅＶ之间。比红光波长长的光为红外光．现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。

(二）LＥD的特性１.极限参数的意义(1)允许功耗Pm:允许加于LEＤ两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值,LEＤ发热、损坏．

（2）最大正向直流电流IＦm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。??(3)最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压.超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。(４)工作环境tｏpm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围,发光二极管将不能正常工作,效率大大降低。２.电参数的意义(１）光谱分布和峰值波长：某一个发光二极管所发之光并非单一波长,其波长大体按图2所示。由图可见，该发光管所发之光中某一波长λ0的光强最大,该波长为峰值波长。（2）发光强度IV：发光二极管的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为(1／６83）W／sr时，则发光1坎德拉(符号为cｄ).由于一般ＬEＤ的发光二强度小,所以发光强度常用坎德拉（mｃd）作单位。(3)光谱半宽度Δλ:它表示发光管的光谱纯度.是指图3中１/2峰值光强所对应两波长之间隔.?（4）半值角θ１/2和视角:θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角.???半值角的2倍为视角（或称半功率角）。图3给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线(法线）AO的坐标为相对发光强度(即发光强度与最大发光强度的之比)。显然，法线方向上的相对发光强度为1，离开法线方向的角度越大,相对发光强度越小.由此图可以得到半值角或视角值。(5)正向工作电流If：它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择ＩF在0．６·IFm以下。(6)正向工作电压VＦ：参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的.一般是在IF＝20mA时测得的．发光二极管正向工作电压VF在1。4~3V。在外界温度升高时,ＶF将下降。（７)V-Ｉ特性:发光二极管的电压与电流的关系可用图4表示。在正向电压正小于某一值(叫阈值)时,电流极小，不发光.当电压超过某一值后,正向电流随电压迅速增加,发光。由V—I曲线可以得出发光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。正向的发光管反向漏电流IR。

(三)LED的分类

1．按发光管发光颜色分?按发光管发光颜色分,可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。?根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用．2．按发光管出光面特征分按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ２mm、φ4。４mｍ、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mｍ等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-１；把φ５mm的记作T—1(3/4）；把φ４.4mｍ的记作T—1（1/４)。?由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类：（1