led結構以及發光(guāng)原理(lǐ)

    LED（Light Emitting Diode），發光(guāng)二極管，是一種固态的(de)半導體器件，它可(kě)以直接把電轉化(huà)爲光(guāng)。LED的(de)心髒是一個(gè)半導體的(de)晶片，晶片的(de)一端附在一個(gè)支架上，一端是負極，另一端連接電源的(de)正極，使整個(gè)晶片被環氧樹脂封裝起來(lái)。半導體晶片由兩部分(fēn)組成，一部分(fēn)是P型半導體，在它裏面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這(zhè)邊主要是電子。但這(zhè)兩種半導體連接起來(lái)的(de)時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)P-N結。當電流通(tōng)過導線作用(yòng)于這(zhè)個(gè)晶片的(de)時(shí)候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)裏電子跟空穴複合，然後就會以光(guāng)子的(de)形式發出能量，這(zhè)就是LED發光(guāng)的(de)原理(lǐ)。而光(guāng)的(de)波長(cháng)也(yě)就是光(guāng)的(de)顔色，是由形成P-N結的(de)材料決定的(de)。
    最初LED用(yòng)作儀器儀表的(de)指示光(guāng)源，後來(lái)各種光(guāng)色的(de)LED在交通(tōng)信号燈和(hé)大(dà)面積顯示屏中得(de)到了(le)廣泛應用(yòng)，産生了(le)很好的(de)經濟效益和(hé)社會效益。以12英寸的(de)紅色交通(tōng)信号燈爲例，在美(měi)國本來(lái)是采用(yòng)長(cháng)壽命，低光(guāng)效的(de)140瓦白熾燈作爲光(guāng)源，它産生2000流明(míng)的(de)白光(guāng)。經紅色濾光(guāng)片後，光(guāng)損失90%，隻剩下(xià)200流明(míng)的(de)紅光(guāng)。而在新設計的(de)燈中，Lumileds公司采用(yòng)了(le)18個(gè)紅色LED光(guāng)源，包括電路損失在内，共耗電14瓦，即可(kě)産生同樣的(de)光(guāng)效。 汽車信号燈也(yě)是LED光(guāng)源應用(yòng)的(de)重要領域。
    對(duì)于一般照(zhào)明(míng)而言，人(rén)們更需要白色的(de)光(guāng)源。1998年發白光(guāng)的(de)LED開發成功。這(zhè)種LED是将GaN芯片和(hé)钇鋁石榴石（YAG）封裝在一起做(zuò)成。GaN芯片發藍光(guāng)（λp=465nm，Wd=30nm），高(gāo)溫燒結制成的(de)含Ce3⁺的(de)YAG熒光(guāng)粉受此藍光(guāng)激發後發出黃(huáng)色光(guāng)射，峰值550nm。藍光(guāng)LED基片安裝在碗形反射腔
中，覆蓋以混有YAG的(de)樹脂薄層，約200-500nm。 LED基片發出的(de)藍光(guāng)部分(fēn)被熒光(guāng)粉吸收，另一部分(fēn)藍光(guāng)與熒光(guāng)粉發出的(de)黃(huáng)光(guāng)混合，可(kě)以得(de)到得(de)白光(guāng)。現在，對(duì)于InGaN/YAG白色LED，通(tōng)過改變YAG熒光(guāng)粉的(de)化(huà)學組成和(hé)調節熒光(guāng)粉層的(de)厚度，可(kě)以獲得(de)色溫3500-10000K的(de)各色白光(guāng)。這(zhè)種通(tōng)過藍光(guāng)LED得(de)到白光(guāng)的(de)方法，構造簡單、成本低廉、技術成熟度高(gāo)，因此運用(yòng)最多(duō)。