led发光二极管工作原理

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1、光學基礎知識一﹑光學基本概念1﹒光通量Φ定義﹕人眼所感受的光能量的大小稱為光通量﹒通常用字母Φ表示﹒光通量的單位﹕流明lm2﹒發光強度..Iv定義﹕點光源向各方向發出的可見光﹐在某一方向﹐在單位立体角..dΩ內發出的光通量為..dΦ﹐則點光源在該方向上的發光強度..Iv為﹕Iv＝dΦ/dΩ發光強度..Iv的單位﹕坎德拉cd1000mcd＝1cd3﹒光出射度..M定義﹕光源單位發光面積所發出的光通量大小﹒M＝dΦ/dA光出射度的單位﹕勒克斯lx（＝1lm/m2）4﹒光照度..E定義﹕單位受照射面積接受的光通量大小﹒E＝dΦ/dA光照度的單位﹕勒克斯lx（＝1lm/m2）

2、5﹒光亮度..L描述具有有限尺寸的發光体發出的可見光在空間的分布情況﹒定義﹕單位發光面積..dA在θ方向的發光強度..Iv与該單位面積在垂直于該方向平面上的投影..cosθdA之比﹒L＝Iv/cosθdA光亮度的單位﹕坎德拉／平方米cd/m26﹒發光效率η定義﹕光源所發出的光通量Φ和該光源所消耗的電功率Ｐ的比值﹒η＝Φ/Ｐ發光效率的單位﹕流明／瓦lm/w白熾燈發光效率﹕..15lm/wLED可達到..100lm/w(實驗室值)白光ＬＥＤ的效率﹕25lm/w7﹒色溫黑体是指這樣一种物体﹒它能在任何溫度下將輻射到它表面的任何波長的能量全部吸收﹒黑体的光出射度Ｍ隨溫度上升而

3、極快的上升﹒Ｍ黑=σT4上式為著名的斯蒂芬－玻爾滋曼定律﹐其中σ為斯蒂芬－玻爾滋曼常數﹒當光源所發出的光的顏色與黑体在某一溫度下輻射的顏色相同時﹐黑体的這個溫度就稱為該光源的顏色溫度﹐簡稱色溫﹒..8﹒顯色指數描述光源照射到物体上所產生的客觀效果﹒如果各色物体受照射時效果和標准光源照射時一樣﹐則認為該光源的顯色性好﹐即顯色指數高﹔反之﹐如果物体在受照射后顏色失真﹐則該光源的顯色性就差﹐即顯色指數低﹒二﹑顏色的基本知識1﹒顏色及其分類顏色是不同波長可見光輻射作用于人的視覺器官所產生的心理感受﹒顏色是一种物理﹑生理及心理學有關的複雜現象﹒顏色可分為非彩色和彩色兩大類﹒根据

4、顏色形成的物理机制的不同﹐顏色又可分為光源色﹑物体色及熒光色﹒自發光形成的顏色﹐一般稱為光源色﹔自身不發光﹐憑借其它光源照明﹐通過反射或透射而形成的顏色稱為物体色﹔物体受光照射激發所產生的熒光与反射或透射光共同形成的顏色稱之為熒光色﹒..2﹒顏色的表觀特征顏色有三種表觀特征﹕明度﹑色調和飽和度﹒明度表示顏色的明亮程度﹒對于光源色﹐明度值與發光体的光亮度有關﹔對于物体色﹐此值與物体的透射比或反射比有關﹒色調是區分不同彩色的特征﹒可見光譜范圍內﹐不同波長的輻射﹐在視覺上呈現不同的色調﹐如紅﹑黃﹑綠﹑藍﹑紫等等﹒光源色的色調取決于輻射的光譜組成﹐而物体色則既與照明光的光譜組

5、成有關﹐還同物体對光的選擇性吸收有關﹒例如﹕物体反射波長為..480nm~560nm的輻射﹐吸收其它波長的輻射﹐在白光照明下呈綠色﹒飽和度表示顏色接近光譜色的程度﹒人們在觀察顏色時﹐通常是在白天日光下進行的﹒一种顏色﹐可以看成是某種光譜色與白色混合的結果﹒其中光譜色的白光所占的比例越大﹐顏色接近光譜色的程度就越高﹒飽和度高﹐顏色則深而艷﹒光譜色的白光成分為０﹐飽和度達到最高﹒非彩色只有明度的差別﹐沒有色調區分﹐飽和度為０﹒顏色的三原色為﹕紅（Ｒ）﹑綠（Ｇ）﹑藍（Ｂ）﹒這三种顏色可匹配所有顏色﹒R&D1陳興榮..2003.6.2发光二极管的工作原理图解分析发光二极管,通

6、常称为LED,是在电子学世界里面的真正无名英雄。它们做了许多不同工作和在各种各样的设备都可以看见它的存在。基本上,发光二极管只是一个微小的电灯泡。但不像常见的白炽灯泡，发光二极管没有灯丝，而且又不会特别热。它单单是由半导体材料里的电子移动而使它发光。什么是二极管二极管是半导体设备中的一种最常见的器件,大多数半导体最是由搀杂半导体材料制成(原子和其它物质)发光二极管导体材料通常都是铝砷化稼,在纯铝砷化稼中,所有的原子都完美的与它们的邻居结合,没有留下自由电子连接电流。在搀杂物质中，额外的原子改变电平衡，不是增加自由电子就是创造电子可以通过的空穴。这两样额外的条件都使得材

7、料更具传导性。带额外电子的半导体叫做N型半导体，由于它带有额外负电粒子，所以在N型半导体材料中，自由电子是从负电区域向正电区域流动。带额外“电子空穴”的半导体叫做P型半导体，由于带有正电粒子。电子可以从另一个电子空穴跳向另一个电子空穴，从从负电区域向正电区域流动。因此，电子空穴本身就显示出是从正电区域流向负电区域。二极管是由N型半导体物质与P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。当没有电压通过二极管时，电子就沿着过渡层之间的汇合处从N型半导体流向P型半导体，从而形成一个损耗区。在损耗区中，半导体物质会回复到它原来的绝缘状态