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LED发光原理是什么?

来源:  发布时间:2020-07-16   点击量:433

LED灯也叫做发光二极管。一块发光的半导体材料芯片,用银胶或白胶固化到支架上,然后用银线或金线连接芯片和电路板,四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,它的体积极小并且很脆弱,不方便于直接使用。于是设计者就为它添加了一个保护外壳并将它封存在内,这样就形成大家通常说的LED灯珠.将许多LED灯珠拼连在一起后,就可以构成各种各样的LED灯。

LED发光原理是什么

LED的最重要最基本的结构就是LED灯珠,我们先看看LED灯珠的构造.

LED发光原理是什么

从上面可以看出来,灯珠的体积很小,如绿豆大小般,但是构造却十分复杂。在我们把LED灯珠结构部分进行放大之后,就会发现内部颗粒状大小的芯片。而这个晶片大构造复杂程度难以想象,通常分为好几层最长层的称作P型半导体层,中间称作发光层,而最底部的叫做N型半导体层。
LED发光原理是什么

LED发光原理,物理学角度来讲当电流通过晶片的时候,N型半导体内的电子与P性电导体在发光层剧烈碰撞复合从而产生光子,最后以光子的形式发射出能量,也就是我们常说的光。

LED发光原理是什么


不同颜色的LED灯是因为半导体材料不同,从而产生各种颜色,我们常见的有红绿蓝黄等等,直到目前还没任何一种半导体材料能够发出白色的光源。

LED发光原理是什么

可我们平时使用的白色LED灯珠又是怎么产生的呢?

这里就需要提到一位诺贝尔奖获得者——中村修二博士。他发明出了蓝光LED,由此也为白光LED奠定了一定的基础。基于这项重大的贡献在2014年授予他诺贝尔物理学奖。

至于蓝光LED是如何转变为白光LED,最大的原因在于晶片中多了一层荧光粉。

LED发光原理是什么


这幅图中不仅出现了上文所述的N型半导体层、P型半导体层、放光层,还多了一层“荧光粉涂层”。

基本的发光原理并没有太大的变化:在两层半导体之间,电子和与空穴碰撞复合并于发光层产生了蓝色的光子。

所产生的蓝光有一部分会直接穿过荧光涂层直接发射出去;剩下的一部分会打在荧光涂层上并与之作用产生黄色光子。蓝色光子与黄色光子共同作用(混合)就产生了白光。
LED发光原理是什么
上图是一个LED的光谱曲线:可以看到蓝光峰值位于波长450纳米处,而之后稍微低矮一点的峰值是由荧光粉吸收蓝光后所产生的黄光的峰值。

如果蓝光的占比多一点,则产生高色温的白光;相反,如果黄光占比多一点,则产生色温较低的白光。

各类生活中的成品LED灯:

LED发光原理是什么


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