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      介紹LED節能燈的工作原理和原理圖

      時間:2010-03-18 08:41:54來源:網友 作者:admin 點擊:

      一、LED發光效率:稱為組件的外部量子效率,其為組件的內部量子效率與組件的取出效率的乘積。所謂組件的內部量子效率,其實組件本身的電光轉換效率,主要與組件本身的特性(如組件材料的能帶、缺陷、雜質)、組件的壘晶組成及結構等相關。而組件的取出效率則指的是組件內部產生的光子,在組件本身的吸收、折射、反射后,在組件外部可測量到的光子數目。,關于取出效率的因素了組件材料本身的吸收、組件的幾何結構、組件及封裝材料的折射率差及組件結構的散射特性等。而組件的內部量子效率與組件的取出效率的乘積,整個組件的發光效果,也組件的外部量子效率。早期組件發展集中在提高其內部量子效率,主要方法是通過提高壘晶的質量及改變壘晶的結構,使電能不易轉換成熱能,進而間接提高LED的發光效率,從而可獲得70%左右的理論內部量子效率,但是這樣的內部量子效率幾乎已經接近理論上的極限。在這樣的狀況下,光靠提高組件的內部量子效率是不提高組件的總光量的,提高組件的取出效率便成為重要的研究課題。目前的方法主要是:晶粒外型的改變——TIP結構,表面粗化技術。
      二、LED發光機理:PN結的端電壓構成勢壘,當加正向偏置電壓時勢壘下降,P區和N區的多數載流子向對方擴散。電子遷移率比空穴遷移率大得多,會出現大量電子向P區擴散,構成對P區少數載流子的注入。這些電子與價帶上的空穴復合,復合時得到的能量以光能的形式釋放出去。這PN結發光的原理。
      三、LED熱學特性:小電流下,LED溫升不明顯。若環境溫度較高,LED的主波長就會紅移,亮度會下降,發光均勻性、一致性變差。尤其點陣、大顯示屏的溫升對LED的可靠性、穩定性影響更為顯著。散熱設計很關鍵。
      四、LED電氣特性:電流控制型器件,負載特性類似PN結的UI曲線,正向導通電壓的極小變化會引起正向電流的很大變化(指數級別),反向漏電流很小,有反向擊穿電壓。在使用中,應選擇 。LED正向電壓隨溫度升高而變小,具有負溫度系數。LED消耗功率 ,一部分轉化為光能,這是我們的。剩下的就轉化為熱能,使結溫升高。散發的熱量(功率)可表示為 。
      五、LED光學特性:LED提供的是半寬度很大的單色光,半導體的能隙隨溫度的上升而減小,它所發射的峰值波長隨溫度的上升而增長,即光譜紅移,溫度系數為+2~3A/ 。LED發光亮度L與正向電流 近似成比例: ,K為比例系數。電流增大,發光亮度也近似增大。發光亮度也與環境溫度有關,環境溫度高時,復合效率下降,發光強度減小。
      六、白光LED:類自然光譜白光LED主要有三種:第一種是比較成熟且已商業化的藍光芯片+黃色熒光粉來獲得白光,這種白光成本最低,但是藍光晶粒發光波長的偏移、強度的變化及熒光粉涂布厚度的改變均會影響白光的均勻度,而且光譜呈帶狀較窄,色彩不全,色溫偏高,顯色性偏低,燈光對眼睛不柔和不協調。人眼進化最適應的是太陽光,白熾燈的連續光譜是最好的,色溫為2500K,顯色指數為100。這種白光還改進,比如加多發光過程來改善光譜,使之連續且足夠寬。第二種是紫外光或紫光芯片+紅、藍、綠三基色熒光粉來獲得白光,發光原理類似于日光燈,該方法顯色性更好,而且UV-LED不參與白光的配色,UV-LED波長與強度的波動對于配出的白光而言不會特別地敏感,并可由各色熒光粉的選擇和配比,調制出可接受色溫及演色性的白光。但同樣存在所用熒光粉有效轉化效率低,尤其是紅色熒光粉的效率大幅度提高的問題。這類熒光粉發光穩定性差、光衰較大、配合熒光粉紫外光波長的選擇、UV-LED制作的難度及抗UV封裝材料的開發也是克服的困難。第三種是三基色原理將RGB三種超高亮度LED混合成白光,該方法的優點是不需熒光粉的轉換而直接配出白光,除了可避免熒光粉轉換的損失而得到較佳的發光效率外,更可以分開控制紅、綠、藍光LED的發光強度,達成全彩的變色效果(可變色溫),并可由LED波長及強度的選擇得到較佳的演色性。但這種辦法的問題是綠光的轉換效率低,混光困難,驅動電路設計w w w . d z i u u . c o m

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