浅析LED的应用现状与发展前景(2)
时间:2019-10-11 19:08 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1. LED的产生背景和技术介绍 1.1什么是LED LED是一种可以把电能直接转变成光的固态半导体器件。它其中的半导体晶片是LED的核心部分，直接决定着LED 的所有工作性能。这个看似渺小的半导体晶片是由P型半导体加上N型半导体共同组成的。然而着两类半导体是相互依赖存在的，它们相互连接起来共同构成了所谓的“P-N结”。当此晶体经过导线把电流导入LED器件中时，“P-N结”中的电子将被推到P区，电子和空穴就是在P区相互结合，最后将会以光子的形式释放出能量，这就是大家所知道的LED的发光原理。它有很多的有点，比如所需开启时间少、低压安全、色彩度丰富饱满、使用寿命长、既绿色又环保，是一种非常节能的发光器件。 1.2 LED的发展历史介绍 1907年，Henry在一块碳化硅中无意发现了电致发光的现象，但因为此发出的光太暗了，不太适用于实际的应用中，最大的技术劣势是电致发光和碳化硅不是能太好的相结合，所以该研究被人们忽视了。 20世纪50年代，英国的科学家利用半导体砷化镓在电致发光试验中发明了第一个拥有现实意义的LED，它在60年代被人们知道。听说早期的实验中LED必须放在液化氮里面，还须更进一步的实践与尝试来提高其在室温里工作的效率。 世上第一个商业用的LED仅能够发出人们看不到的红外光，之后很快应用在光电和感应等相关领域中。到60年代末期，第一个可见的红色光LED被发明了出来(它是在砷化镓基体的上面用了磷化合物被制造出来的)。砷化镓的这种使用使LED发出来的红光更加的亮了，效率也更高了，甚至有时候发出橙光。 70年代的中期，磷化镓开始被当做发光的光源，之后就能够产生白灰绿的光。双层的磷化镓芯片应用于LED可以产生黄色的光。与此同时，俄国的科学家们使用金刚砂发明出发黄色光的LED。 到了80年代，第一代利用砷化镓和磷化铝制造的高亮度的产生，它开始是红色的，然后是黄色的，最后是绿色的。 到了20世纪的90年代，LED使用铟铝磷化镓可以发出橘红、黄色和绿色的光。同一时间也产生了第一个具有跨时代意义的蓝色光的LED,它利用的也是金刚砂。根据现如今的技术去评价，此LED与之前俄国的黄色光的LED差不多，都是光源太暗淡。 到了90年代的中期，超高亮度的氮化镓LED问世，之后能发出超亮度的蓝色光和绿色光的铟氮镓LED也被发明了。白色光LED的核心就是具有高亮度的的蓝色光芯片，将荧光磷抹到此蓝光芯片上，荧光磷再经吸收芯片上的蓝色光最后转变成白色光。从此，任何可以看见的光都是通过这种方法产生的。 1.3 LED的技术产生背景 LED就是以发光二极管为发光体的光源。二十世纪优尔十年代发光二极管被制造出来，之后的十多年时间里它大多都是被当做录音机等电子产品的指示灯。在上个世纪末期，由于能源匮乏和环境污染等全球性问题越来越严重，人们非常渴望能够产生一种既环保又节能的新技术，LED就是这种顺应人们希望的高新技术。以LED为基础的产品以使用寿命长，节能，绿色环保等显著优点受到了科学家们的广泛关注。世界各国科学家都认为这类灯泡会作为下一代主流照明产品。 1.4 LED灯的结构 如图1所示。家用照明的泡球灯是由螺口、底座（绝缘套）、驱动电路（一般由高频恒流源和线性恒流源组成输入为市电交流电）、散热器、LED灯板（灯珠）、灯壳（均光罩）各个散部件组合构成。LED灯珠、驱动电路和散热器对于球泡灯的质量是相当重要的。 (责任编辑：qin) |