led光源在燈具中的應(yīng)用

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1、LED光源在燈具中的應(yīng)用LED作為一種新興的光源，最初使用是在1962年。在市場(chǎng)的需求和技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下，LED光源經(jīng)歷了?段光輝的歷史，從最初只能作為指示光源，到現(xiàn)在可以制作成室外用超大顯示屏；從早期650nm的紅色光，到現(xiàn)在的白光LEDII；現(xiàn)；從最初的只有千分Z幾流明，發(fā)光效率只有0.1lm/W,到現(xiàn)在的白色LED發(fā)光效率也能超過401m/W。尤其是在最近十年中，LED的質(zhì)量提高了10倍，而制造成本卻下降到早期產(chǎn)品的1/I0。這個(gè)趨勢(shì)還在進(jìn)一步發(fā)展屮，這使LED成為信息光電子新興產(chǎn)業(yè)屮極具影響力的新產(chǎn)品，同時(shí)隨著工藝技術(shù)的進(jìn)一步提高，LED光源一定

2、還有更廣闊的使用前景。但是就冃前的工藝技術(shù)和使用情況來看，LED光源還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有發(fā)揮出它應(yīng)有的潛力。一、二極管發(fā)光原理要了解二極管的發(fā)光原理，首先要了解半導(dǎo)體的基木知識(shí)。半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性質(zhì)介于導(dǎo)體和絕緣體材料之間，它的獨(dú)特之處在于：當(dāng)半導(dǎo)體受到外界光和熱條件的刺激時(shí)，它的導(dǎo)電能力會(huì)發(fā)人顯著的變化；在純凈的半導(dǎo)體屮加入微最的雜質(zhì)，其導(dǎo)電能力也會(huì)顯著的增加。在近代電子學(xué)中用得最多的半導(dǎo)體就是硅（Si）和錯(cuò)（Ge）,它們的最外層電子都是4個(gè)，在硅或者錯(cuò)原子組成品體吋相鄰的原了和互影響,使外側(cè)電了變成兩個(gè)原了共有的,這就形成了品體屮的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，這是-種約束能力

3、很小的分了結(jié)構(gòu)。在室溫（300K）悄況下，由丁?受到熱激發(fā)就會(huì)便?吐最外層電了?獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵束縛變成門由電了，這個(gè)過程叫做本征激發(fā)。在電了擺脫束縛成為口由電了后，共價(jià)鍵屮會(huì)留下?個(gè)空位,這個(gè)空位稱為空穴，空穴的出現(xiàn)是半導(dǎo)體區(qū)別于導(dǎo)體的一個(gè)重耍特征。由于共價(jià)鍵出現(xiàn)了空穴，在外加電場(chǎng)或者其他的能源作用下，鄰近的價(jià)電了就會(huì)填補(bǔ)這個(gè)空穴，而這個(gè)電了的原來位置上又形成新的空穴，以后其他電了再轉(zhuǎn)移到這個(gè)新的空穴上。這樣就產(chǎn)久了…定的電荷轉(zhuǎn)移我們可以用以下公式對(duì)木征半導(dǎo)體小的白由電了的濃度進(jìn)行計(jì)算：ni（T）=AT3/2e-EG/2kT式中，EG——電子

4、掙脫共價(jià)鍵束縛所需要的能量，單位是eV（電子伏），又被稱為禁帶寬度;1溫度;A——系數(shù);k——波耳茲曼常數(shù)（1?38xlO-23J/K）；c——自然對(duì)數(shù)的底。由于在木征半導(dǎo)體中自由電子和空穴是成對(duì)出現(xiàn)的,所以這個(gè)計(jì)算公式也可以用來表示空穴的濃度。在半導(dǎo)體中自由電了（或空穴）的濃度越高，導(dǎo)電能力越強(qiáng)，在常溫附近，溫度每升高8°C,硅的口山電子濃度增加1倍；溫度每升髙12°C,錯(cuò)的口山電子濃度升高1倍。在本征半導(dǎo)體中加入少量的五價(jià)元素雜質(zhì)如磷等，它在與其他半導(dǎo)體原子結(jié)成共價(jià)鍵以后會(huì)有一個(gè)多余的電子，這個(gè)多余的電子只需耍非常小的能量就能擺脫束縛成為口由電子,這

5、類雜質(zhì)半導(dǎo)體被稱為電子半導(dǎo)體（N型半導(dǎo)體）。而在本征半導(dǎo)體中加入少量的三價(jià)元素雜質(zhì)（如硼等），因?yàn)樗鈱又挥腥齻€(gè)電了，在與周囤的半導(dǎo)體原了紐?成共價(jià)鍵以示會(huì)在晶體中產(chǎn)生一個(gè)空位，這類雜質(zhì)半導(dǎo)體被稱為空穴半導(dǎo)體（P型半導(dǎo)體）。在N型和P型半導(dǎo)體結(jié)介示，在它們的交界處就會(huì)出現(xiàn)

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7、由電了和空穴的濃度并別，于是電了和空穴都要向濃度低的地方擴(kuò)散，留下了一些帶電卻不能移動(dòng)的離了，從而破壞了N區(qū)和P區(qū)原來的電屮性。這些不能移動(dòng)的帶電粒了通常被稱為空間電荷，它們集屮在N區(qū)和P區(qū)交界而附近形成了一個(gè)很薄的空間電荷區(qū)，這就是我們所說的PN結(jié)。在PN結(jié)的兩端加上止向偏置電床

8、（P型的一邊加止電斥）后，空穴和口由電子就會(huì)相互移動(dòng)，形成一個(gè)內(nèi)電場(chǎng)。隨后新注入的空穴和口由電子再重新復(fù)合，復(fù)合的同時(shí)有時(shí)會(huì)以光子的形式釋放多余能量，這就是我們所見到的LED發(fā)出的光。這樣的光譜范圍是比較窄的，由于每種材料的禁帶寬度不相同，所以釋放出的光子波長(zhǎng)也不同，所以LED發(fā)光的顏色由所使用的基木材料決定。二、LED光源主要優(yōu)點(diǎn)1、LED光源節(jié)能環(huán)保LED的發(fā)光原理與白熾燈和氣體放電燈的發(fā)光原理都不同，LED光源的能量轉(zhuǎn)化效率非常高，理論上對(duì)以達(dá)到口熾燈10%的能耗，LED相比熒光燈也nJ以達(dá)到50%的節(jié)能效果。節(jié)能效果顯著，這對(duì)能源十分緊張的中國(guó)來

9、說，無疑具有十分重要的意義。LED還對(duì)以與太陽能電池結(jié)合起來應(yīng)用，節(jié)能又環(huán)保。其本身不含有毒有害物質(zhì)（如：汞），避免了熒光燈管破裂溢出汞的二次污染，同時(shí)又沒有干擾輻射。2、LED光源壽命長(zhǎng)正常情況下使用LED,其光衰可以減到70%的標(biāo)稱壽命10萬小時(shí)，減少了更換頻率和其他維護(hù)工作。3、LED光源光色純正由于典型的LED的光譜范圍都比較窄，不像口熾燈那樣擁有全光譜。因此，LEDnJ'以隨意進(jìn)行多樣化的搭配組合，特別適用于裝飾等方面。4、LED光源防潮、抗震動(dòng)由于LED的外部多采用環(huán)氧樹脂來保護(hù)，所以密封性能和抗沖擊的性能都很好，不容易損壞。它可以應(yīng)用于水下

10、照明。述有其他優(yōu)點(diǎn)如：低熱量、小型化、響應(yīng)時(shí)間矩等，這些都使LED光源具有很大的