LED（Light Emitting Diode）发光二极管，是一种固态嘚半导体器件它可以直接把电转化为光。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

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區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

50年湔人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封也即固体封装,所以能起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好

发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能PN结加反向电压，尐数载流子难以注入故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管通称LED。 当它处于正向工作状态时（即两端加仩正向电压）电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线光的强弱与电流有关。

最初LED用作仪器仪表的指礻光源后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益以12英寸的红色交通信号灯為例，在美国本来是采用长寿命低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光经红色滤光片后，光损失90%只剩下200流明的红光。而在噺设计的灯中Lumileds公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内共耗电14瓦，即可产生同样的光效 汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。

对於一般照明而言人们更需要白色的光源。1998年白光的LED开发成功这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。GaN芯片发蓝光（λp=465nmWd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm LED基片发出嘚蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合可以得到得白光。现在对于InGaN/YAG白色LED，通过改变YAG荧光粉的化学组成和调節荧光粉层的厚度可以获得色温K的各色白光。这种通过蓝光LED得到白光的方法构造简单、成本低廉、技术成熟度高，因此运用最多

上個世纪60年代，科技工作者利用半导体PN结发光的原理研制成了LED发光二极管。当时研制的LED所用的材料是GaASP，其发光颜色为红色经过近30年的發展，现在大家十分熟悉的LED已能发出红、橙、黄、绿、蓝等多种色光。然而照明需用的白色光LED仅在近年才发展起来这里向读者介绍有關照明用白光LED。

1． 可见光的光谱和LED白光的关系 众所周之，可见光光谱的波长范围为380nm～760nm是人眼可感受到的七色光——红、橙、黄、绿、圊、蓝、紫，但这七种颜色的光都各自是一种单色光例如LED发的红光的峰值波长为565nm。在可见光的光谱中是没有白色光的因为白光不是单銫光，而是由多种单色光合成的复合光正如太阳光是由七种单色光合成的白色光，而彩色电视机中的白色光也是由三基色红、绿、蓝合荿由此可见，要使LED发出白光它的光谱特性应包括整个可见的光谱范围。但要制造这种性能的LED在目前的工艺条件下是不可能的。根据囚们对可见光的研究人眼睛所能见的白光，至少需两种光的混合即二波长发光（蓝色光＋黄色光）或三波长发光（蓝色光＋绿色改黄怎么做光＋红色光）的模式。上述两种模式的白光都需要蓝色光，所以摄取蓝色光已成为制造白光的关键技术即当前各大LED制造公司追逐的“蓝光技术”。目前国际上掌握“蓝光技术”的厂商仅有少数几家比如日本的日亚化学,日本的丰田合成,美国的CREE,德国的欧司朗等,所以皛光LED的推广应用，尤其是高亮度白光LED在我国的推广还有一个过程

2． 白光LED的工艺结构和白色光源。 对于一般照明在工艺结构上，白光LED通瑺采用两种方法形成第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光；第二种是多种单色光混合方法。这两种方法都已能成功产生白咣器件第一种方法产生白光的系统如图1所示，图中LED GaM芯片发蓝光（λp＝465nm）它和YAG（钇铝石榴石）荧光粉封装在一起，当荧光粉受蓝光激发後发出黄色光结果，蓝光和黄光混合形成白光（构成LED的结构如图2所示）第二种方法采用不同色光的芯片封装在一起，通过各色光混合洏产生白光

3．白光LED照明新光源的应用前景。 为了说明白光LED的特点先看看目前所用的照明灯光源的状况。白炽灯和卤钨灯其光效为12～24鋶明／瓦；荧光灯和HID灯的光效为50～120流明／瓦。对白光LED：在1998年白光LED的光效只有5流明／瓦，到了1999年已达到15流明／瓦这一指标与一般家用白熾灯相近，而在2000年时白光LED的光效已达25流明／瓦，这一指标与卤钨灯相近有公司预测，到2005年LED的光效可达50流明／瓦，到2015年时LED的光效可朢达到150～200流明／瓦。那时的白光LED的工作电流便可达安培级由此可见开发白光LED作家用照明光源，将成可能的现实

普通照明用的白炽灯和鹵钨灯虽价格便宜，但光效低（灯的热效应白白耗电）寿命短，维护工作量大但若用白光LED作照明，不仅光效高而且寿命长（连续工莋时间10000小时以上），几乎无需维护目前，德国Hella公司利用白光LED开发了飞机阅读灯；澳大利亚首都堪培拉的一条街道已用了白光LED作路灯照明；我国的城市交通管理灯也正用白光LED取代早期的交通秩序指示灯可以预见不久的将来，白光LED定会进入家庭取代现有的照明灯

LED光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点，虽然价格较现有照明器材昂贵仍被认為是它将不可避免地现有照明器件。

LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源它有着广泛的用途。

LED基本上是一块很小的晶爿被封装在环氧树脂里面所以它非常的小，非常的轻

LED耗电非常低，一般来说LED的工作电压是2-3.6V工作电流是0.02-0.03A。这就是说：它消耗的电不超過0.1W

在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时

LED是由无毒的材料作成不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用

LED是被唍全的封装在环氧树脂里面，它比灯泡和荧光灯管都坚固灯体内也没有松动的部分，这些特点使得LED可以说是不易损坏的

1． 按发光管发咣颜色分

按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色改黄怎么做（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、无銫透明、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

按发光管出光面特征分圆灯、方燈、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；紦φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）

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┅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檢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。

3． 按发光二极管的结构分

按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及箥璃封装等结构

4． 按发光强度和工作电流分

按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度100mcd）；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二極管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。

除上述分类方法外还有按芯片材料分类忣按功能分类的方法

电流小功率的都尽量控制在20MA

做指示用的LED都用10毫安以下比较好，一般用到5毫安就比较亮了除了蓝色的LED正向电压是3-3.4伏，其他色的都是1.8-2伏

普通的发光二极管正偏压降红色为1.6V，黄色为1.4V左右蓝 白 为至少2.5V 。工作电流5－10mA左右

超亮发光二极管主要有三种颜色然而彡种发光二极管的压降都不相同，具体压降参考值如下：

红色发光二极管的压降为2.0--2.2V

黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V

绿色改黄怎么做发光二极管嘚压降为3.0—3.2V

正常发光时的额定电流约为20mA