關於led是什麼

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led是什麼

LED，即Light Emitting Diode的縮寫，翻譯爲發光二極管，它是半導體二極管的一種，可以把電能轉化成光能，與普通二極管一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發光二極管加上正向電壓後，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴複合，產生自發輻射的熒光。砷化鎵二極管發紅光，磷化鎵二極管發綠光，碳化硅二極管發黃光，氮化鎵二極管發藍光。因化學性質又分有機發光二極管OLED和無機發光二極管LED。

LED光衰

光衰這個LED行業老生常談的問題，筆者一直在想怎麼能很直觀的告訴你們光衰和LED燈珠壽命的的關係呢?最後找到了一個比較好的方法，就是看圖說話。提前說下減少光衰的方法就是散熱，散熱，散熱......重要的事情多說幾遍。

下面是cree(不知道此公司請自行百度)公司的光衰曲線圖：

從圖中可以看出，LED的光衰是和它的結溫有關，所謂結溫就是半導體PN結的溫度，結溫越高越早出現光衰，也就是壽命越短。從圖上可以看出，假如結溫爲105度，亮度降至70%的壽命只有一萬多小時，95度就有2萬小時，而結溫降低到75度，壽命就有5萬小時，65度時更可以延長至9萬小時。所以延長壽命的關鍵就是要降低結溫，不過這些數據只適合於Cree的LED，並不適合於其他公司的LED。

如何才能延長LED的壽命

所以我們買LED燈具(所有的不特指LED射燈)的時候，一定要看它的散熱設計好不好。

由圖中可以得出結論，要延長其壽命的關鍵是要降低其結溫。而降低結溫的關鍵就是要有好的散熱器，能夠及時地把LED產生的熱散發出去。

在這裏我們不準備討論如何設計散熱器的問題，而是要討論哪一個散熱器的散熱效果相對比較好的問題。實際上，這是一個結溫的測量問題，假如我們能夠測量任何一種散熱器所能達到的結溫，那麼不但可以比較各種散熱器的散熱效果，而且還能知道採用這種散熱器以後所能實現的LED壽命。

如何測量結溫

結溫看上去是一個溫度測量問題，可是要測量的結溫在LED的內部，總不能拿一個溫度計或熱電偶放進PN結來測量它的溫度。當然它的外殼溫度還是可以用熱電偶測量的，然後根據給出的熱阻Rjc(結到外殼)，可以推算出它的結溫。

但是在安裝好散熱器以後，問題就又變得複雜起來了。因爲通常LED是焊接到鋁基板，而鋁基板又安裝到散熱器上，假如只能測量散熱器外殼的溫度，那麼要推算結溫就必須知道很多熱阻的值。包括Rjc(結到外殼)，Rcm(外殼到鋁基板，其實其中還應當包括薄膜印製版的熱阻)，Rms(鋁基板到散熱器)，Rsa(散熱器到空氣)，其中只要有一個數據不準確就會影響測試的準確度。

下圖給出了LED到散熱器各個熱阻的示意圖。其中合併了很多熱阻，使得其精確度更加受到限制。也就是說，要從測得的散熱器表面溫度來推測結溫的精確度就更差。

LED到散熱器各個熱阻的示意圖

幸好有一個間接測量溫度的方法，那就是測量電壓。那麼結溫和哪個電壓有關呢?這個關係又是怎麼樣的呢?我們首先要從LED的伏安特性講起。

LED伏安特性的溫度係數

我們知道LED是一個半導體二極管，它和所有二極管一樣具有一個伏安特性，也和所有的半導體二極管一樣，這個伏安特性有一個溫度特性。其特點就是當溫度上升的時候，伏安特性左移。圖中畫出了LED的伏安特性的溫度特性。

假定對LED以Io恆流供電，在結溫爲T1時，電壓爲V1，而當結溫升高爲T2時，整個伏安特性左移，電流Io不變，電壓變爲V2。這兩個電壓差被溫度去除，就可以得到其溫度係數，以mV/oC表示。對於普通硅二極管，這個溫度係數大約爲-2mV/oC。但是LED大多數不是用硅材料製成的，所以它的溫度係數也要另外去測定。幸好各家LED廠家的數據表中大多給出了它的溫度係數。例如對於Cree公司的XLamp7090XR-E大功率LED，其溫度係數爲-4mV/oC。要比普通硅二極管大2倍。至於美國普瑞的陣列LED(BXRA)就給出了更爲詳細的數據。

但是，他們給出的數據，其範圍也未免過於寬大，以至於失去了利用的價值。不管怎樣，只要知道LED的溫度係數就很容易可以從測量LED的前向電壓中推算出LED的結溫了。

如何來預測這個燈具的壽命

從結溫來推測壽命好像應該很簡單，只要查一下圖1的曲線，就可以知道對應於95度結溫時的壽命就可以得到LED的壽命爲2萬小時了。但是，這種方法用於室內的LED燈具還有一定的可信度，如果應用到室外的LED燈具，尤其是大功率LED路燈，那裏還有很多不確定因素。

最大的問題是LED路燈的.散熱器的散熱效率的隨時間而降低。這是由於塵土、鳥屎的積累而使得其散熱效率降低。也還因爲室外有很強烈的紫外線，也會使LED的壽命降低。紫外線主要是對封裝的環氧樹脂的老化起很大作用，假如採用硅膠，可以有所改善。紫外線對熒光粉的老化也有一些壞作用，但不是很嚴重。

不過，這種方法用來相對比較兩種散熱器的散熱效果是比較有效的。很明顯，伏安特性左移越小的散熱器，其散熱效果就越好。另外，對於預測室內LED燈具的壽命也還是有一定的準確度的。

led產品分類

發光二極管還可分爲普通單色發光二極管、高亮度發光二極管、超高亮度發光二極管、變色發光二極管、閃爍發光二極管、電壓控制型發光二極管、紅外發光二極管和負阻發光二極管等。

LED的控制模式有恆流和恆壓兩種，有多種調光方式，比如模擬調光和PWM調光，大多數的LED都採用的是恆流控制，這樣可以保持LED電流的穩定，不易受VF的變化，可以延長LED燈具的使用壽命。

普通單色發光二極管

普通單色發光二極管具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發光均勻穩定、響應速度快、壽命長等優點，可用各種直流、交流、脈衝等電源驅動點亮。它屬於電流控制型半導體器件，使用時需串接合適的限流電阻。

普通單色發光二極管的發光顏色與發光的波長有關，而發光的波長又取決於製造發光二極管所用的半導體材料。紅色發光二極管的波長一般爲650~700nm，琥珀色發光二極管的波長一般爲630~650 nm ，橙色發光二極管的波長一般爲610~630 nm左右，黃色發光二極管的波長一般爲585 nm左右，綠色發光二極管的波長一般爲555~570 nm。 常用的國產普通單色發光二極管有BT(廠標型號)系列、FG(部標型號)系列和2EF系列，見表4-26、表4-27和表4-28。

常用的進口普通單色發光二極管有SLR系列和SLC系列等。

高亮度單色發光二極管

高亮度單色發光二極管和超高亮度單色發光二極管使用的半導體材料與普通單色發光二極管不同，所以發光的強度也不同。

通常，高亮度單色發光二極管使用砷鋁化鎵(GaAlAs)等材料，超高亮度單色發光二極管使用磷銦砷化鎵(GaAsInP)等材料，而普通單色發光二極管使用磷化鎵(GaP)或磷砷化鎵(GaAsP)等材料。

常用的高亮度紅色發光二極管的主要參數見表4-29，常用的超高亮度單色發光二極管的主要參數見表4-30。

變色發光二極管

變色發光二極管是能變換髮光顏色的發光二極管。變色發光二極管發光顏色種類可分爲雙色發光二極管、三色發光二極管和多色(有紅、藍、綠、白四種顏色)發光二極管。

變色發光二極管按引腳數量可分爲二端變色發光二極管、三端變色發光二極管、四端變色發光二極管和六端變色發光二極管。

常用的雙色發光二極管有2EF系列和TB系列，常用的三色發光二極管有2EF302、2EF312、2EF322等型號。

閃爍發光二極管

閃爍發光二極管(BTS)是一種由CMOS集成電路和發光二極管組成的特殊發光器件，可用於報警指示及欠壓、超壓指示。

閃爍發光二極管在使用時，無須外接其它元件，只要在其引腳兩端加上適當的直流工作電壓(5V)即可閃爍發光。

電壓控制型發光二極管

普通發光二極管屬於電流控制型器件，在使用時需串接適當阻值的限流電阻。電壓控制型發光二極管(BTV)是將發光二極管和限流電阻集成製作爲一體，使用時可直接並接在電源兩端。使普通紅光發光二極管

電壓可以工作在3伏-10伏如YX503URC，YX304URC,YX503BRC電壓型LED發光二極管,爲工程技術開發人員提供更大的選擇。

紅外發光二極管

紅外發光二極管也稱紅外線發射二極管，它是可以將電能直接轉換成紅外光(不可見光)並能輻射出去的發光器件，主要應用於各種光控及遙控發射電路中。

紅外發光二極管的結構、原理與普通發光二極管相近，只是使用的半導體材料不同。紅外發光二極管通常使用砷化鎵(GaAs)、砷鋁化鎵(GaAlAs)等材料，採用全透明或淺藍色、黑色的樹脂封裝。

常用的紅外發光二極管有SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等。