紫外线LED基本知识.doc

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1、紫外线LED基本知识　　紫外线LED（UVLED）即紫外线发光二极管，是LED的一种，波长范围为：10-400nm。　　常见的紫外线LED波长有400nm，395nm，390nm，385nm，380nm，375nm，365nm，310nm，254nm等。1、发光原理：　　PN结的端电压构成一定势垒，当加正向偏置电压时势垒下降，P区和N区的多数载流子向对方扩散。由于电子迁移率比空穴迁移率大得多，所以会出现大量电子向P区扩散，构成对P区少数载流子的注入。这些电子与价带上的空穴复合，复合时得到的能量以光能的形式释放出去。这就是PN结发光的原理。２、发光效率：　　一般称为组件的外部量子效率，

2、其为组件的内部量子效率与组件的取出效率的乘积。所谓组件的内部量子效率，其实就是组件本身的电光转换效率，主要与组件本身的特性（如组件材料的能带、缺陷、杂质）、组件的垒晶组成及结构等相关。而组件的取出效率则指的是组件内部产生的光子，在经过组件本身的吸收、折射、反射后，实际在组件外部可测量到的光子数目。因此，关于取出效率的因素包括了组件材料本身的吸收、组件的几何结构、组件及封装材料的折射率差及组件结构的散射特性等。而组件的内部量子效率与组件的取出效率的乘积，就是整个组件的发光效果，也就是组件的外部量子效率。早期组件发展集中在提高其内部量子效率，主要方法是通过提高垒晶的质量及改变垒晶的结构，

3、使电能不易转换成热能，进而间接提高紫外线LED的发光效率，从而可获得70%左右的理论内部量子效率，但是这样的内部量子效率几乎已经接近理论上的极限。在这样的状况下，光靠提高组件的内部量子效率是不可能提高组件的总光量的，因此提高组件的取出效率便成为重要的研究课题。目前的方法主要是：晶粒外型的改变——TIP结构，表面粗化技术。3、电气特性：　　电流控制型器件，负载特性类似PN结的UI曲线，正向导通电压的极小变化会引起正向电流的很大变化（指数级别），反向漏电流很小，有反向击穿电压。在实际使用中，应选择。紫外线LED正向电压随温度升高而变小，具有负温度系数。紫外线LED消耗功率，一部分转化为光

4、能，这是我们需要的。剩下的就转化为热能，使结温升高。散发的热量（功率）可表示为。4、光学特性：　　紫外线LED提供的是半宽度很大的单色光，由于半导体的能隙随温度的上升而减小，因此它所发射的峰值波长随温度的上升而增长，即光谱红移，温度系数为+2~3A/。紫外线LED发光亮度L与正向电流。电流增大，发光亮度也近似增大。另外发光亮度也与环境温度有关，环境温度高时，复合效率下降，发光强度减小。5、热学特性：　　小电流下，LED温升不明显。若环境温度较高，紫外线LED的主波长就会红移，亮度会下降，发光均匀性、一致性变差。尤其点阵、大显示屏的温升对LED的可靠性、稳定性影响更为显著。所以散热设计

5、很关键。6、寿命：　　紫外线LED的长时间工作会光衰引起老化，尤其对大功率紫外线LED来说，光衰问题更加严重。在衡量紫外线LED的寿命时，仅仅以灯的损坏来作为紫外线LED寿命的终点是远远不够的，应该以紫外线LED的光衰减百分比来规定LED的寿命，比如35%，这样更有意义。7、大功率紫外线LED封装：　　主要考虑散热和出光。散热方面，用铜基热衬，再连接到铝基散热器上，晶粒与热衬之间以锡片焊作为连接，这种散热方式效果较好，性价比较高。出光方面，采用芯片倒装技术，并在底面和侧面增加反射面反射出浪费的光能，这样可以获得更多的有消出光。