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文檔簡介
1、發(fā)光二極管發(fā)光二極管(LightEmittingDiodeLED),是一種半導(dǎo)體元件。初時(shí)多用作為指示燈、顯示板等;隨著白光LED的出現(xiàn),也被用作照明。它被譽(yù)為21世紀(jì)的新型光源,具有效率高,壽命長,不易破損等傳統(tǒng)光源無法與之比較的優(yōu)點(diǎn)。加正向電壓時(shí),發(fā)光二極體能發(fā)出單色、不連續(xù)的光,這是電致發(fā)光效應(yīng)的一種。改變所采用的半導(dǎo)體材料的化學(xué)組成成分,可使發(fā)光二極體發(fā)出在近紫外線、可見光或紅外線的光。1955年,美國無線電公司(RadioCp
2、ationofAmerica)的魯賓布朗石泰(RubinBraunstein)(1922年生)首次發(fā)現(xiàn)了砷化鎵(GaAs)及其他半導(dǎo)體合金的紅外放射作用。1962年,通用電氣公司的尼克何倫亞克(NickHolonyakJr.)(1928年生)開發(fā)出第一種實(shí)際應(yīng)用的可見光發(fā)光二極管發(fā)光二極管是一種特殊的發(fā)光二極管是一種特殊的二極管二極管。和普通的二極管一樣,發(fā)光二極管。和普通的二極管一樣,發(fā)光二極管由半導(dǎo)體晶片組成,這些半導(dǎo)體材料會預(yù)先通
3、過注入或摻雜等工藝以由半導(dǎo)體晶片組成,這些半導(dǎo)體材料會預(yù)先通過注入或摻雜等工藝以產(chǎn)生產(chǎn)生pnpn結(jié)結(jié)構(gòu)。與其它二極管一樣,發(fā)光二極管中電流可以輕易地從結(jié)構(gòu)。與其它二極管一樣,發(fā)光二極管中電流可以輕易地從p極(陽極)流向極(陽極)流向n極(負(fù)極),而相反方向則不能。兩種不同的載流極(負(fù)極),而相反方向則不能。兩種不同的載流子:子:空穴空穴和電子電子在不同的電極電壓作用下從電極流向在不同的電極電壓作用下從電極流向pnpn結(jié)。當(dāng)空穴和結(jié)。當(dāng)空
4、穴和電子相遇而產(chǎn)生復(fù)合,電子會跌落到較低的能階,同時(shí)以電子相遇而產(chǎn)生復(fù)合,電子會跌落到較低的能階,同時(shí)以光子光子的方式的方式釋放出能量。釋放出能量。它所發(fā)出的光的波長,及其顏色,是由組成pn結(jié)的半導(dǎo)體物料的禁帶能量所決定。由于硅和鍺是間接禁帶材料,在這些材料中電子與空穴的復(fù)合是非輻射躍遷,此類躍遷沒有釋出光子,所以硅和鍺二極體不能發(fā)光。發(fā)光二極體所用的材料都是直接禁帶型的,這些禁帶能量對應(yīng)著近紅外線、可見光、或近紫外線波段的光能量。在發(fā)
5、展初期,採用砷化鎵(GaAs)的發(fā)光二極體只能發(fā)出紅外線或紅光。隨著材料科學(xué)的進(jìn)步,人們已經(jīng)制造出可發(fā)出更短波長的、各種顏色的發(fā)光二極管。以下是傳統(tǒng)發(fā)光二極管所使用的無機(jī)半導(dǎo)體物料和所它們發(fā)光的顏色:?鋁砷化稼(AlGaAs)紅色及紅外線?鋁磷化稼(AlGaP)綠色?aluminiumgalliumindiumphosphide(AlGaInP)高亮度的橘紅色,另一個製作的白光LED的方法則有點(diǎn)像日光燈,發(fā)出近紫外光的LED會被塗上兩種
6、磷光體的混合物,一種是發(fā)紅光和藍(lán)光的銪,另一種是發(fā)綠光的,摻雜了硫化鋅(ZnS)的銅和鋁。但由於紫外線會使黏合劑中的環(huán)氧樹脂的質(zhì)量變壞,所以生產(chǎn)難度較高,而壽命亦較短。與第一種方法比較,它效率較低而產(chǎn)生較多熱(因?yàn)镾tokesShift前者較大),但好處是光譜的特性較佳,產(chǎn)生的光比較好看。而由於紫外光的LED功率較高,所以其效率雖比較第一種方法低,出來的亮度卻相若。最新一種製造白光LED的方法沒再用上磷光體。新的做法是在硒化鋅(ZnSe
7、)基板上生長硒化鋅的磊晶層。通電時(shí)其活躍地帶會發(fā)出藍(lán)光而基板會發(fā)黃光,混合起來便是白色光。[編輯]其他顏色其他顏色近期開發(fā)出來的LED顏色包括粉紅色和紫色,都是在藍(lán)光LED上覆蓋上一至兩層的磷光體造成。粉紅色LED用的第一層磷光體能發(fā)黃光,而第二層則發(fā)出橙色或紅色光。而紫色LED用的磷光體發(fā)橙色光。另外一些粉紅色LED的製造方法則存在一定的問題,例如有些粉紅色LED是在藍(lán)光LED塗上螢光漆或指甲油,但它們有機(jī)會剝落;而有些則用上白光LE
8、D加上粉紅色磷光體或染料,可是在短時(shí)間內(nèi)顏色會褪去。價(jià)錢方面,紫外線、藍(lán)色、純綠色、白色、粉紅色和紫色LED是較紅色、橙色、綠色、黃色、紅外線LED貴的,所以前者在商業(yè)用途上比較遜色。發(fā)光二極體是封裝在塑料透鏡內(nèi)的,比使用玻璃的燈泡或日光燈更堅(jiān)固。而有時(shí)這些外層封裝會被上色,但這只是為了裝飾或增加對比度,實(shí)質(zhì)上並不能改變發(fā)光二極體發(fā)光的顏色。1發(fā)光二極管的作用發(fā)光二極管的作用發(fā)光二極管(LED)是一種由磷化鎵(GaP)等半導(dǎo)體材料制成的
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