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1、实用标准文案1W级大功率白光LED发光效率研究李炳乾(佛山科技学院物理系,广东佛山528000)摘 要: 研究了1W级大功率白光发光二极管(LED)发光效率随功率变化的关系。实验结果表明,功率在0～0.11W的范围里,发光效率随功率迅速增加;功率达到0.11W时,发光效率为15.6lm/W;当功率大于0.11W时,发光效率随功率增加开始减小,功率继续增加时,发光效率降低的速度越来越快。在器件额定功率1W附近,发光效率为13lm/W。发光效率随功率增加而下降主要是由于芯片温度升高、电流泄漏等导致的载流子有效复合几率下降引起的。关键词：大功率白光
2、发光二极管;半导体照明;光通量;发光效率文章编号:1001-5868(2005)04-0314-03中图分类号:TN383.1 文献标识码::A LumenEfficiencyof1W2levelHighPowerWhiteLEDLIBing2qian(Dept.ofPhysics,FoshanUniversity,Foshan528000,CHN)Abstract: Therelationshipoflumenefficiencywithinputpowerofhighpowerwhitelight2emittingdiodes(LEDs
3、)isstudied.Theresultshowsthatthelumenefficiencyincreaseswithinputpowerintherangeof0～0.11W.Attheinputpowerof0.11Wlumenefficiencyis15.6lm/W.Thenthelumenefficiencydecreaseswiththeincrecseofinputpowerover0.11W,andthedecreaserateismoreandmorefasterfollowedbytheincreaseoftheinput
4、power.Attheratingpowerof1W,thelumenefficiencyiscloseto13lm/W.Themainreasonswhichinducedinefficiencyofhighpowerwhitelight2emittingdiodesathighinputpowerare:(1)theincreaseofinputpowerresultsinhighertemperatureofLEDchip;(2)theincreaseofthecurrentcausesmoreleakagecurrent.Keywor
5、ds: highpowerwhiteLED;semiconductorlightingsource;luminousflux;lumenefficiency1 引言以大功率白光发光二极管(LED)器件为核心的半导体照明技术具有体积小、全固态、长寿命、环保、省电等优点,已经在状态指示和中小功率的特种照明领域得到广泛应用[1]。目前,商品化的大功率白光LED功率已经达到5W,发光效率也已经达到25lm/W,其发光效率(流明效率)已经超过白炽灯,但是如果要进入民用照明市场,还需要在降低成本的同时,继续增加单个器件的功率,提高发光效率。根据美国光电产
6、业协会(OIDA)的研究报告[2],只有当单个封装的大功率LED器件功率达到7.5W以上,发光效率超过200lm/W,精彩文档实用标准文案才有可能替代现有的各种照明光源,成为民用照明的主要光源。对于以载流子复合为主要发光机理的LED,如何在增加LED功率的同时,提高发光效率,成为大功率LED照明光源研究的核心问题。本文对大功率白光发光二极管光通量、发光效率随输入电功率变化的规律进行了研究,并且同白炽灯进行了比较,指出大功率白光LED在照明领域应用过程中,降低器件及系统热阻[3],从而降低芯片温度;优化LED外延层结构,减少电流泄漏,增加电子、
7、空穴在结区的复合几率,是提高LED在大功率下发光效率的两个主要途径。2 光通量和发光效率的测量光源的光通量Φ是指单位时间内通过4π立体角的可见光能量,它的单位是lm。发光效率E<是指光源所发出的光通量与消耗的电功率P之比,单位是lm/W,光源的发光效率可以通过下式计算:E<=Φ/P(1) 对于LED和白炽灯等直流供电的光源,消耗的电功率P等于加在光源两端的电压V和流过电流I的乘积。光通量和发光效率的测量采用杭州远方公司生产的LED610光通量测试仪,测量原理如图1所示[4]。光源放在积分球的中心,积分球又称光通球或球形光度计,它是一个内部空
8、的完整球壳,内壁涂白色漫反射层,球内放待测光源,光源发射并经球面漫反射的一部分光线通过球壁上的窗口射到光探测器上,在光探测器前面装V(λ)滤光器,保证光探测器的测量
