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LED灯珠知识汇总
浏览次数:4204次 发布日期:2016-06-23
什么是LED灯珠
    LED灯珠是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。半导体发光器件包括半导体LED灯珠、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。事实上,数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。
    当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。
 
LED灯珠是如何发光的?
    LED的发光原理叫电致发光,二极管是由P型半导体物质与N型半导体物质结合,每端都带电子。这样排列使电流只能从一个方向流动。当正向电流通过PN结的时候,N型物质的自由电子会被负极电子排斥和吸引到正极电子,P型物质中的电子空穴就移向另一方向,当空穴与自由电子结合的时候,LED灯珠就会发光。这在任何二极管里都会发生的,当所有二极管都发出光时,大多数都不是很有效的。如在大部分普通二极管里,半导体材料本身吸引大量的光能而结束。又或者说,某些材料的二极管发出的光能并不能有效利用。
 
LED灯珠有多少种?
1、按发光管发光颜色分,可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等。另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。
2、按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1;把φ5mm的记作T-1(3/4);把φ4.4mm的记作T-1(1/4)。
3、由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类: 
(1)高指向性。一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加散射剂。半值角为5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或与光检出器联用以组成自动检测系统。 
(2)标准型。通常作指示灯用,其半值角为20°~45°。
(3)散射型。这是视角较大的指示灯,半值角为45°~90°或更大,散射剂的量较大。
 
LED灯珠有什么特点?
1、LED灯珠基本结构:发光二极管简称为LED,组成LED的主要材料包括:管芯、粘合剂、金线、支架和环氧树脂。
2、发光二极管类型发光二极管根据装配方式分为贴片LED和插件LED两种。根据发光类型还可分为普通单色LED、高亮度LED、变色LED、闪烁LED、电压控制型LED、紫外发光二极管等。
3、普通单色LED具有体积孝工作电压低、工作电流孝发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点,可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。它属于电流控制型半导体器件,使用时需串接合适的限流电阻。
4、普通单色LED的发光颜色与发光的波长有关,而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。红色发光二极管的波长一般为650~700nm,琥珀色发光二极管的波长一般为630~650nm,橙色发光二极管的波长一般为610~630nm左右,黄色发光二极管的波长一般为585nm左右,绿色发光二极管的波长一般为555~570nm。
5、常用的国产普通单色发光二极管有BT(厂标型号)系列、FG(部标型号)系列和2EF系列。常用的进口普通单色发光二极管有SLR系列和SLC系列等。
 
如何生产白光LED灯珠?
     晶体磨成粉末后混和在一种稠密的黏合剂中而制成的。当LED灯珠芯片发出蓝光,部分蓝光便会被这种晶体很高效地转换成一个光谱较宽(光谱中心约为580nm)的主要为黄色的光。(实际上单晶的掺Ce的YAG被视为闪烁器多于磷光体。)由于黄光会刺激肉眼中的红光和绿光受体,再混合LED本身的蓝光,使它看起来就像白色光,而其的色泽常被称作月光的白色。这种制作白光LED的方法是由NichiaCorporation所开发并从1996年开始用在生产白光LED上。
    若要调校淡黄色光的颜色,可用其它稀土金属铽或钆取代Ce3+:YAG中掺入的铈(Ce),甚至可以以取代YAG中的部份或全部铝的方式做到。而基于其光谱的特性,红色和绿色的对象在这种LED照射下看起来会不及阔谱光源照射时那么鲜明。 另外由于生产条件的变异,这种LED的成品的色温并不统一,从暖黄色的到冷的蓝色都有,所以在生产过程中会以其出来的特性作出区分。
    另一个制作的白光LED的方法则有点像日光灯,发出近紫外光的LED会被涂上两种磷光体的混合物,一种是发红光和蓝光的铕,另一种是发绿光的,掺杂了硫化锌(ZnS)的铜和铝。但由于紫外线会使黏合剂中的环氧树脂裂化变质,所以生产难度较高,而寿命亦较短。
    与第一种方法比较,它效率较低而产生较多热(因为StokesShift前者较大),但好处是光谱的特性较佳,产生的光比较好看。而由于紫外光的LED灯珠功率较高,所以其效率虽比较第一种方法低,出来的亮度却相若最新一种制造白光LED的方法没再用上磷光体。新的做法是在硒化锌(ZnSe)基板上生长硒化锌的磊晶层。通电时其活跃地带会发出蓝光而基板会发黄光,混合起来便是白色光
 
如何提高紫外发光二极管的的光抽取效率?
    紫外发光二极管常常被用于医疗领域,又叫医用紫光LED,在一个深紫外线发光二极管表面镀上一层仅有5纳米的超薄铝膜时,铝膜不但没有像传统镜子一样将器件发出的光更多地反射回去,反而巧妙地将器件向侧面射出的光收集起来,穿过铝膜层,神奇地从正面射出,实现了光抽取效率的提高。这是因为当铝膜做的非常薄之后,其中的纳米效应使它不同于传统镜子将光反射回去,而是集中吸收,实现光的收集和正面发射。
    试验表明,这层铝制“外衣”对紫外线发光二极管光抽取效率的“贡献度”将随波长的不同而不同。一般说来,波长越短的光,效率越高。数据显示,同是镀上这层铝膜,波长约310纳米的紫外线发光二极管,光抽取效率可提高约20%;波长约290纳米的紫外线发光二极管,光抽取效率可提高约50%;而对于波长约280纳米的深紫外线发光二极管来说,光抽取效率则可提高130%。
 
如何检测可见光LED灯珠?
(1)用万用表检测。利用具有×10kΩ挡的指针式万用表可以大致判断发光二极管的好坏。正常时,二极管正向电阻阻值为几十至200kΩ,反向电阻的值为∝。如果正向电阻值为0或为∞,反向电阻值很小或为0,则易损坏。这种检测方法,不能实地看到发光管的发光情况,因为×10kΩ挡不能向LED提供较大正向电流。 如果有两块指针万用表(最好同型号)可以较好地检查发光二极管的发光情况。用一根导线将其中一块万用表的“+”接线柱与另一块表的“-”接线柱连接。余下的“-”笔接被测发光管的正极(P区),余下的“+”笔接被测发光管的负极(N区)。两块万用表均置×10Ω挡。正常情况下,接通后就能正常发光。若亮度很低,甚至不发光,可将两块万用表均拨至×1Ω若,若仍很暗,甚至不发光,则说明该发光二极管性能不良或损坏。应注意,不能一开始测量就将两块万用表置于×1Ω,以免电流过大,损坏发光二极管。 
(2)外接电源测量。用3V稳压源或两节串联的干电池及万用表(指针式或数字式皆可)可以较准确测量发光二极管的光、电特性。为此可按图10所示连接电路即可。如果测得VF在1.4~3V之间,且发光亮度正常,可以说明发光正常。如果测得VF=0或VF≈3V,且不发光,说明发光管已坏。
 
如何检测紫外(红外)发光二极管的检测?
    由于紫外发光二极管,它发射1~3μm的紫外光,人眼看不到,通常单只紫外发光二极管发射功率只有数mW,不同型号的紫外LED发光强度角分布也不相同。紫外LED的正向压降一般为2.5~3.6V,正是由于其发射的紫外光人眼看不见,所以利用上述可见光LED的检测法只能判定其PN结正、反向电学特性是否正常,而无法判定其发光情况正常否。为此,最好准备一只光敏器件(如2CR、2DR型硅光电池)作接收器,用万用表测光电池两端电压的变化情况来判断紫外LED加上适当正向电流后是否发射紫外光并其测量电路。 



 
  电话:0755-81760601
  传真:0755-81760602
 

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