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LED發(fā)光原理是什么?

來源:  發(fā)布時(shí)間:2020-07-16   點(diǎn)擊量:2686

LED燈也叫做發(fā)光二極管。一塊發(fā)光的半導(dǎo)體材料芯片,用銀膠或白膠固化到支架上,然后用銀線或金線連接芯片和電路板,四周用環(huán)氧樹脂密封,起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用,它的體積極小并且很脆弱,不方便于直接使用。于是設(shè)計(jì)者就為它添加了一個(gè)保護(hù)外殼并將它封存在內(nèi),這樣就形成大家通常說的LED燈珠.將許多LED燈珠拼連在一起后,就可以構(gòu)成各種各樣的LED燈。

LED發(fā)光原理是什么

LED的最重要最基本的結(jié)構(gòu)就是LED燈珠,我們先看看LED燈珠的構(gòu)造.

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從上面可以看出來,燈珠的體積很小,如綠豆大小般,但是構(gòu)造卻十分復(fù)雜。在我們把LED燈珠結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行放大之后,就會(huì)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部顆粒狀大小的芯片。而這個(gè)晶片大構(gòu)造復(fù)雜程度難以想象,通常分為好幾層最長(zhǎng)層的稱作P型半導(dǎo)體層,中間稱作發(fā)光層,而最底部的叫做N型半導(dǎo)體層。
LED發(fā)光原理是什么

LED發(fā)光原理,物理學(xué)角度來講當(dāng)電流通過晶片的時(shí)候,N型半導(dǎo)體內(nèi)的電子與P性電導(dǎo)體在發(fā)光層劇烈碰撞復(fù)合從而產(chǎn)生光子,最后以光子的形式發(fā)射出能量,也就是我們常說的光。

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不同顏色的LED燈是因?yàn)榘雽?dǎo)體材料不同,從而產(chǎn)生各種顏色,我們常見的有紅綠藍(lán)黃等等,直到目前還沒任何一種半導(dǎo)體材料能夠發(fā)出白色的光源。

LED發(fā)光原理是什么

可我們平時(shí)使用的白色LED燈珠又是怎么產(chǎn)生的呢?

這里就需要提到一位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者——中村修二博士。他發(fā)明出了藍(lán)光LED,由此也為白光LED奠定了一定的基礎(chǔ)。基于這項(xiàng)重大的貢獻(xiàn)在2014年授予他諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

至于藍(lán)光LED是如何轉(zhuǎn)變?yōu)榘坠釲ED,最大的原因在于晶片中多了一層熒光粉。

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這幅圖中不僅出現(xiàn)了上文所述的N型半導(dǎo)體層、P型半導(dǎo)體層、放光層,還多了一層“熒光粉涂層”。

基本的發(fā)光原理并沒有太大的變化:在兩層半導(dǎo)體之間,電子和與空穴碰撞復(fù)合并于發(fā)光層產(chǎn)生了藍(lán)色的光子。

所產(chǎn)生的藍(lán)光有一部分會(huì)直接穿過熒光涂層直接發(fā)射出去;剩下的一部分會(huì)打在熒光涂層上并與之作用產(chǎn)生黃色光子。藍(lán)色光子與黃色光子共同作用(混合)就產(chǎn)生了白光。
LED發(fā)光原理是什么
上圖是一個(gè)LED的光譜曲線:可以看到藍(lán)光峰值位于波長(zhǎng)450納米處,而之后稍微低矮一點(diǎn)的峰值是由熒光粉吸收藍(lán)光后所產(chǎn)生的黃光的峰值。

如果藍(lán)光的占比多一點(diǎn),則產(chǎn)生高色溫的白光;相反,如果黃光占比多一點(diǎn),則產(chǎn)生色溫較低的白光。

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