大功率白光led

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1、大功率白光LED物理0802班朱少奇劉勇曲國良張焱韋遠(yuǎn)志萬小波綱要大功率白光LED簡介與發(fā)展前景白光LED發(fā)光機理LED外延材料簡介LED芯片設(shè)計大功率LED散熱設(shè)計大功率照明LED發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景(1)節(jié)能，光效迅速提高：到現(xiàn)在，產(chǎn)品的實用光效可達(dá)70～90lm／W，據(jù)報導(dǎo)，美國實驗室數(shù)據(jù)達(dá)160lm／W，而用還有增加的趨勢，預(yù)期在未來3～5年，實用光效達(dá)劍150～200lm／W是可能的，到那時有可能成為最高效的光源。（09年文獻(xiàn)數(shù)據(jù)）(2)起動性能好，快捷可靠，只有毫秒級的響應(yīng)時間，能達(dá)到全光

2、通輸出。(3)調(diào)光方便，可控性強。(4)耐震動，耐氣候性良好，壽命長。(5)不含汞，環(huán)保性能優(yōu)。(6)LED在一定光束角內(nèi)定向輻射，用于射燈、筒燈等燈具時，有利于提高下射光通比。(7)用于景觀、裝飾、廣告、信號等場合，有多種彩色光LED，加上良好的啟動和調(diào)光性能，容易實現(xiàn)數(shù)字化控制，以達(dá)到多彩、動態(tài)變化，在商業(yè)性、娛樂性場所極具渲染性。(8)體積小，質(zhì)量輕，無紫外輻射和紅外輻射。應(yīng)用：夜景照明，汽車市場，交通燈市場，專用普通照明，安全照明，特種照明，專用照明燈等。LED照明的優(yōu)勢商用的LED燈泡采用

3、螺桿式底座設(shè)計，可以直接用來替換傳統(tǒng)的白熾燈泡，不需要改變現(xiàn)有燈頭和線路；根據(jù)卡口尺寸和燈泡大小劃分為E26和E17型，4W的LED燈泡可替換25W白熾燈泡，6W的LED燈泡可替換40W白熾燈泡。美國、日本等國家和臺灣地區(qū)對LED照明效益進(jìn)行了預(yù)測，美國55％的白熾燈及55％的日光燈若被LED照明取代，每年可節(jié)省350億美元電費，減少7.5億噸二氧化碳排放量。日本100％的白熾燈替換成LED（日本已經(jīng)禁止使用白熾燈），每年可節(jié)省10億公升以上的原油消耗。臺灣地區(qū)100％的白熾燈及25％的日光燈被白光

4、LED取代，每年可節(jié)省110億度電。隨著白熾燈在各國的相繼禁用，熒光燈對白熾燈的替代、LED照明對白熾燈和熒光燈的替代將會是同步進(jìn)行的。我認(rèn)為，LED燈具替代傳統(tǒng)燈具將首先在商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域開始，得到良好的示范作用后，再逐步普及至家用照明領(lǐng)域。白光LED照明增長的驅(qū)動力相當(dāng)簡單：就是較低的能耗導(dǎo)致低得多的電費。LED照明前景LED發(fā)光原理：LED發(fā)光二極管不但具有一般PN結(jié)的電學(xué)特性，即正向?qū)?，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。LED加正向電壓后，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P

5、區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對方區(qū)域的少數(shù)載流子(少子)一部分與多數(shù)載流子(多子)復(fù)合而發(fā)光，如右圖所示。就能源源不斷地從相對的方向?qū)⒋罅康亩鄶?shù)空穴載流子與大量的多數(shù)電子載流子分別注入PN結(jié)，大量的空穴．電子載流子在PN結(jié)中復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。這種利用注入載流子的電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。當(dāng)電流從LED陽極(P區(qū))流向陰極(N區(qū))時，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的顏色與LED的晶體材料種類有關(guān)，光的強弱與電流強度有關(guān)。無機半

6、導(dǎo)體材料LED及顏色鋁砷化鎵（AlGaAs)紅色及紅外線碳化硅（SiC）（襯底）藍(lán)色鋁磷化鎵（AlGaP)綠色硅（Si）（襯底）藍(lán)色（開發(fā)中）磷化銦鎵鋁（AlGaInP)高亮橘紅色、橙色、黃色、綠色藍(lán)寶石（Al2O3）（襯底）藍(lán)色磷砷化鎵（GaAsP)紅色、橘紅色、黃色硒化鋅（ZnSe）藍(lán)色磷化鎵（GaP）紅色、黃色、綠色鉆石（C）（襯底）紫外線氮化鎵（GaN）綠色、翠綠色、藍(lán)色氮化鋁（AlN）、鋁氮化鎵（AlGaN）遠(yuǎn)、近紫外線銦氮化鎵（InGaN）近紫外線、藍(lán)綠色、藍(lán)色白光LED的獲取方式：1、

7、多芯片組合方式，即光色混合成白光LED2、單一芯片熒光轉(zhuǎn)換的白光3、單一芯片非熒光轉(zhuǎn)換的白光LED4、量子阱白光LED第3種：利用ZnSe產(chǎn)生白光的技術(shù)，在ZnSe單晶基板上形成CdZnSe薄膜，通電后使薄膜發(fā)出藍(lán)光，同時部分藍(lán)光照射到基板上而發(fā)出黃光，最后藍(lán)光黃光混合后形成白光。優(yōu)點：操作電壓2.7V，低于GaN的3.5V缺點：發(fā)光效率僅8lm/W，壽命只有8000h多芯片白光LED：光色混合型白光LED是指多芯片（n≥2）組合復(fù)合成的白光LED器件。優(yōu)點：能量損耗少、發(fā)光效率高；顯色性便于調(diào)節(jié)和

8、改善，可以獲得高顯色指數(shù)缺點：設(shè)計復(fù)雜、電路控制困難、成本較高熒光體轉(zhuǎn)換白光LED：將一半塊半導(dǎo)體芯片與熒光體組合，通過熒光體將芯片發(fā)出的短波長的光，部分或全部地轉(zhuǎn)換為可見光，最后復(fù)合成白光。通常縮寫為pc-LED（phosphor-converedLED）三種獲取pc-LED的方法：1、采用發(fā)射藍(lán)光的LED作為激發(fā)光源，匹配一種產(chǎn)生黃光發(fā)射的熒光體。剩余藍(lán)光+黃光復(fù)合成白光2、采用發(fā)射藍(lán)光的LED作為激發(fā)光源，匹配能同時發(fā)出綠光和紅光的發(fā)光材料，或是分別發(fā)綠光和紅光