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解决方案

发光二极管


 发光二极管简称为LED。由含(Ga)、(As)、(P)、(N)等的化合物制成。
当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。

原理

它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极
LED芯片的发展LED芯片的发展
管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压大于5伏。它的正向伏安特性曲线很陡,使用时必须串联限流电阻以控制通过二极管的电流。限流电阻R可用下式计算:
R=(E-UF)/IF
式中E为电源电压,UF为LED的正向压降,IF为LED的正常工作电流。发光二极管的核心部分是由P型半导和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PN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。
以下是传统发光二极管所使用的无机半导体物料和所它们发光的颜色
LED材料
材料化学式
颜色
铝砷化镓 砷化镓 砷化镓磷化物磷化铟镓 铝磷化镓(掺杂氧化锌)
AlGaAs GaAsP AlGaInP GaP:ZnO
红色及红外线
铝磷化镓 铟氮化镓/氮化镓 磷化镓 磷化铟镓铝 铝磷化镓
InGaN/GaN GaP AlGaInP AlGaP
绿色
磷化铝铟 镓砷化镓 磷化物 磷化铟镓铝 磷化镓
GaAsPAlGaInP AlGaInP GaP
高亮度的橘红色,橙色,黄色,绿色
磷砷化镓
GaAsP
红色,橘红色,黄色
磷化镓 硒化锌 铟氮化镓 碳化硅
GaP ZnSe InGaN SiC
红色,黄色,绿色
氮化镓(GaN)
 
绿色,翠绿色,蓝色
铟氮化镓
InGaN
近紫外线,蓝绿色,蓝色
碳化硅(用作衬底)
SiC
蓝色
硅(用作衬底)
Si
蓝色
蓝宝石(用作衬底)
Al2O3
蓝色
硒化锌
ZnSe
蓝色
钻石
C
紫外线
氮化铝,氮化铝镓
AlN AlGaN
波长为远至近的紫外线
 
 LED显示屏
自20世纪80年代中期,就有单色和多色显示屏问世,起初是文字屏或动画屏.90年代初,电子计算机技术和集成电路技术的发展,使得LED显示屏的视频技术得以实现,电视图像直接上屏,特别是90年代中期,蓝色和绿色超高亮度LED研制成功并迅速投产,使室外屏的应用大大扩展,面积在100—300m不等.目前LED显示屏在体育场馆、广场、会场甚至街道、商场都已广泛应用,美国时代广场上的纳斯达克全彩屏最为闻名,该屏面积为120英尺×90英尺,相当于1005m,由1900万只超高亮蓝、绿、红色LED制成.此外,在证券行情屏、银行汇率屏、利率屏等方面应用也占较大比例,近期在高速公路、高架道路的信息屏方面也有较大的发展.发光二极管在这一领域的应用已成规模,形成新兴产业,且可期望有较稳定的增长



 
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