细说LED发展历史
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LED灯与节能灯区别,各灯具及原理优缺点分析节能灯概念:节能灯,又称为省电灯泡、荧光灯,节能灯管是指荧光灯与镇流器(定安器)组成的一个整体照明设备,使用了镇定器的节能灯产品有常见的灯管等。
节能灯的尺寸与白炽灯相似,灯座的接口和安装方式也和白炽灯相同,所以可以直接替换白炽灯,达到节能的作用。
节能灯的正式名称是稀土三基色紧凑型荧光灯,20世纪70年代诞生于荷兰的飞利浦公司。
被国家纳入到了863推广计划,最早在山东的胶东半岛推广,其中最早响应的两家工厂为威海北洋和栖霞灯具厂,但是由于早期成本比较高,推广难度比较大。
广东依靠其优越的地理位置,以及国家的政策支持,以低成本的原材料大批量生产节能灯,并销往全国。
因为早期人们对于节能灯的概念比较模糊,广东生产的卤粉节能灯成本较低,销往市场的价格也比较低,现全国80%的节能灯来自广东生产,其中80%的节能灯是在中山古镇生产的。
这种光源在达到同样光能输出的前提下,只需耗费普通白炽灯用电量的1/5至1/4,从而可以节约大量的照明电能和费用,因此被称为节能灯。
节能灯的主要结构以及组成部分:节能灯主要是由“上部灯头结构”以及“底部灯管结构”组成;在该结合结构的内部包设一节能电子镇流器组成;其特征是在上结合结构部与节能电子镇流器的空间下方,增设一隔板结构;而在下结合结构部设一增长区段空腔结构;并在该段增长空腔结构外壁周围,环设多数个通孔,用于多元隔热、分流、散热、确保节能灯正常使用寿命。
工作原理节能灯实际上就是一种紧凑型、自带镇流器的日光灯,节能灯点燃时首先经过电子镇流器给灯管灯丝加热,灯丝开端发射电子(由于在灯丝上涂了一些电子粉),电子碰撞充装在灯管内的氩原子,氩原子碰撞后取得了能量又撞击内部的汞原子,汞原子在吸收能量后跃迁产生电离,灯管内构成等离子态。
灯管两端电压直接经过等离子态导通并发出253.7nm 的紫外线,紫外线激起荧光粉发光,由于荧光灯工作时灯丝的温度约在1160K左右,比白炽灯工作的温度2200K-2700K 低很多,所以它的寿命也大进步,到达5000小时以上,由于它运用效率较高的电子镇流器,同时不存在白炽灯那样的电流热效应,荧光粉的能量转换效率高,到达每瓦50流明以上,所以节约电能.外形规格分析节能灯因灯管外形不同,主要为U型管、螺旋管、直管型,还有莲花型、梅花型、佛手型等。
LED概述LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,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,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由三部分组成,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,中间通常是1至5个周期的量子阱。
当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子和空穴就会被推向量子阱,在量子阱内电子跟空穴复合,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。
LED工艺概述LED(Light Emitting Diode),发光二极管,简称LED,,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,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,另一端连接电源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区里电子跟空穴复合,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。
它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式,用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。
由于具有容易控制、低压直流驱动、组合后色彩表现丰富、使用寿命长等优点,广泛应用于城市各工程中、大屏幕显示系统。
LED可以作为显示屏,在计算机控制下,显示色彩变化万千的视频和图片。
LED是一种能够将电能转化为可见光的半导体。
LED外延片工艺流程:近十几年来,为了开发蓝色高亮度发光二极管,世界各地相关研究的人员无不全力投入。
集成电路发展史香港浸会大学物理系谢国伟博士早期发展早在1830年,科学家已于实验室展开对半导体的研究。
他们最初的研究对象是一些在加热后电阻值会增加的元素和化合物。
这些物质有一共同点,当它们被光线照射时,会容许电流单向通过,我们可藉此控制电流的方向,称为光电导效应。
在无线电接收器中,负责侦测讯息的整流器,就是一种半导体电子仪器的例子。
德国的Ferdinand Braun利用了半导体方铅矿,一种硫化铅化合物的整流特性,创制世上第一台整流侦测器,后世俗称为猫胡子的侦测器。
基于半导体的整流特性,我们能在整流侦测器内的金属接触面和半导体间建立起一电势差,令电子在某一方向流动时为“顺流而下”,反之则“逆流而上”。
至此,半导体电子仪器起始面世。
(晶体管)到了1874年,电报机、电话和无线电相继发明,使电力在日常生活中所扮演的角色,不再单单是能源的一种,而是开始步入了信息传播的领域,成为传播讯息的一种媒介。
而电报机、电话以及无线电等早期电子仪器亦造就了一项新兴的工业──电子业的诞生。
(整流器)(电容)在二十世纪的前半段,电子业的发展一直受到真空管技术的掣肘。
真空管顾名思义是抽走了空气的玻璃管,内有阴、阳两极,电子会由阴极流向阳极。
为了增加电子的流动,我们将阴极管加热至高温(摄氏数百度计),令电子在阴极受热“跳”出。
再加上另外一枝电势比阴极还要略低的电极──控制栅极。
我们能借着调整其电势来控制电子流动,以达到控制电流的目标。
真空管本身有很多缺点:脆、易碎、体积庞大、不可靠、耗电量大、效率低以及运作时释出大量热能。
这些问题,直到1947年贝尔实验室发明了晶体管后才得到解决。
晶体管就像固态的真空管,电子由阴极流向阳极(在晶体管中称为电子泉和汲极),电子的流动则由一类似真空管中控制栅极的闸门控制。
与真空管相比,晶体管体积细小、可靠、耐用、耗电量少而且效率高。
晶体管的出现,令工程师能设计出更多更复杂的电路,这些电路包括了成千上万件不同的组件:晶体管、二极管、整流器和电容。
光电显示技术考试考点1.像素:指构成图像的最小面积单位,具有一定的亮度和色彩属性。
2.亮度:指从给定方向上观察的任意表面的单位投射面积上的发光强度,单位cd/m2.3.对比度:指画面上最大亮度和最小亮度之比。
4.灰度:指画面上亮度的等级差别。
5.分辨率:指单位面积显示像素的数量。
6. CRT显示器是一种使用阴极射线管的显示器,主要分为黑白CRT和彩色CRT显示器两大类。
它的核心部件是CRT显像管主要由5部分组成:电子枪,偏转线圈,荫罩,荧光粉层及玻璃外壳,其中电子枪是显像管的核心。
6.彩色CRT整体工作过程如下:由灯丝,阴极,控制栅极组成电子枪,通电后灯丝发热。
阴极被激发,发射出电子流,电子流受到带有高压电的内部金属层的加速,经过透镜聚焦形成极细的电子束,在阳极高压作用下,获得巨大的能量,以极高的速度去鸿基荧光粉层。
这些电子束轰击的目标就是荧光屏上的三原色。
7.全球两大主要电视广播制式---NTSC和PAL。
日美加墨等采用NTSC;德英西欧国家,新加坡中国澳大利亚新西兰采用PAL。
8.液晶的晶相:有向列相,胆==相和近晶相。
9.单色液晶显示器的原理:LCD技术是把液晶灌入列有细槽的平面之间,这两个平面上的槽相互垂直。
即位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转状态,粤语光线顺着分子的排列方向传播,所以光线经过液晶时也被扭转了90度。
但当液晶加上一个电压时,分子便重新垂直排列,使光线能直射出去,而不发生任何扭转。
10.彩色LCD显示器工作原理:彩色显示器具备专门处理彩色显示的色彩过滤层,通常,在彩色LCD面板中,每一个像素都是由3个液晶单元格构成。
这样,通过不同的单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。
11.典型的LED显示系统一般由信号控制单元,扫描控制单元和驱动单元以及LED阵列组成。
信号控制单元:任务是生成或接收LED显示所需要的数字信号,并控制整个LED显示系统的各个不同部件按一定的分工和时序协调工作。
发光强度的基本单位——坎德拉
发光强度的基本单位坎德拉是国际单位制的基本单位之一.本文较详细叙述了它的定义及其历史演变,简单介绍了该定义的复现原理、方法和实验装置.我国于1982年用电校准辐射计复现发光强度单位坎德拉,其总的不确定度为±0.28%.最后,对坎德拉的发展方向作了简要的说明.
坎德拉是发光强度单位,是国际单位制(SI)七个基本单位之一,用符号“cd”表示.
众所周知,光是人类、生物以至自然界赖以生存和发展的一种重要物质.科学家研究发现,人的眼睛等感觉器官,从外界接收的全部信息中,有百分之七十以上来自光.人类对光的认识,也经历了由现象到本质的发展过程,光学计量也正是伴随着这一认识过程而产生和发展的.本文仅将发光强度的定义、演变及其复现作一扼要的介绍.
一.发光强度的原始定义——烛光
发光强度的原始计量是通过人眼的感觉进行的.大约二百年前,已经使用“烛光”作为发光强度的单位.它是一支蜡烛在水平方向上的发光强度.如1860年,英国都市气灯法规所采用的“鲸蜡”.后来相继使用的标准光源还有菜油灯、戊烷灯和纯乙酸戊酯灯等.与此同时,科学家从理论上探讨了发光强度.1727年,P.鲍吉尔发表他的著作《关于光分度的光学实验》,这无疑可认为是目视光度测量的第一个重要尝试.1760年,朗白在他的一部专著中,详细。
传统光源的发明人类最早发明的电光源是弧光灯和白炽灯。
1807年英国的戴维制成了碳极度弧光灯,1878年,美国的布拉许利用弧光灯在街道和广场照明中取得了成功。
1年后,2位美国费城的高级中学教师汤姆生和霍斯顿通过设计弧光灯系统开创了他们的电工业。
白炽灯即最早的钨丝灯泡。
谈起电灯泡的历史,其实,英国科学家J,W.swan 早爱迪生一年,就发明了真空碳丝灯泡,但因碳丝软寿命短,故未能广泛使用。
人类要感谢爱迪生,自从他在一八七九年发明真空碳丝灯泡后,我们可以随心所欲的取用人工光源,再也不必去抓一玻璃瓶的萤,来学车胤“囊萤映雪”。
爱迪生在经历无数次失败后终于对电灯的研究取得了突破,1879年10月22日,他点燃了第一盏真正有广泛实用价值的电灯。
为了延长灯丝的寿命,他又重新试验, 在世界各地寻寻觅觅,终于找到来自日本的竹皮,取其纤维作碳丝,从而被誉为最伟大的创造。
大约试用了6000多种纤维材料,才找到了新的发光体-- 日本竹丝,可持续1000多小时,达到了耐用的目的。
1879年10月21日发明高阻力白炽灯,它连续点燃了40个小时。
1879年11月1日申请碳丝灯专利。
以后到1908年,将灯泡改用钨丝灯泡普及开来。
从某一方面来说,这一发明是爱迪生一生中达到的登峰造极的成就。
接着,他又创造一种供电系统,使远处的灯具能从中心发电站配电,这又是一项重大的工艺成就。
1880年,爱迪生又发明了实用白炽灯,揭开了电应用于日常生活的序幕荧光灯发展突飞猛进爱迪生之后,电灯不断改进。
1939年管状日光灯问世,很快被广泛采用,成为又一种重要的照明光源。
当时荧光灯玻管外径为38mm(T12),光效约60lm/w,显色指数为70Ra。
随着荧光灯研究的深入,发现适当提高管壁温度,具有较高光效的灯管直径可以相应缩小,这就使正柱区产生的253.7nm的光子到达管壁的距离缩短,光子与其它原子的碰撞机率降低,自吸收损失减少,这样制成的管径为26mm荧光灯(T8)光效可以提高,制造和运输成本也能降低。
micorled显示原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述微型LED(MicroLED)技术是一种新兴的显示技术,在最近几年逐渐受到关注并展现出巨大的潜力。
与传统的LED和OLED技术相比,微型LED拥有更高的亮度、更高的分辨率和更低的能耗。
它被认为是下一代显示技术,可以应用于各种领域,包括电视、手机、智能手表和虚拟现实等。
微型LED技术基于发光二极管(LED)原理,通过微小的LED芯片作为像素来构成显示屏。
每个微型LED芯片都可以独立发光,因此可以实现高分辨率和高对比度的显示效果。
与传统液晶显示器相比,微型LED显示屏不仅可以呈现更鲜艳和真实的颜色,还可以实现更快的响应速度和更宽的视角范围。
微型LED显示屏由数以百万计的微小LED芯片组成。
每个LED芯片的尺寸通常只有几十到几百微米,因此可以实现极高的像素密度。
这使得微型LED显示屏能够呈现更加细腻和逼真的图像,同时也可以用于制造更大尺寸的显示屏幕。
与OLED技术相比,微型LED还具有更长的寿命和更好的稳定性。
OLED显示屏使用有机发光材料,容易受到时间和环境的影响而产生衰减和变色。
而微型LED使用的是无机材料,具有更好的耐久性和稳定性,在长时间使用过程中也能够保持出色的显示效果。
综上所述,微型LED技术作为一种新兴的显示技术,具有很大的潜力和广阔的应用前景。
它不仅可以提供更高的亮度和分辨率,还可以实现更快的响应速度和更广的视角范围。
随着技术的不断进步和发展,相信微型LED将逐渐替代传统的显示技术,成为未来显示领域的主流技术。
1.2 文章结构文章结构部分的内容:文章的结构是为了清晰地展示和组织文章的内容,使读者能够更好地理解和掌握文章的核心概念和主题。
本文的结构如下:1. 引言:在引言部分,将对micorled显示原理进行简单概述,并介绍文章的结构和目的。
2. 正文:正文部分是对micorled显示原理进行详细介绍的核心内容。
2.1 原理介绍:在这一部分,将详细介绍micorled显示原理的基本概念和相关背景知识。
灯的起源与发展——《物理学与人类文明》课程报告同组人:张芸蜻郭琳郝润慧郭宝柱田晓民李敬彬(你们把你们三个的名字打上)一.原始的照明工具灯和灯字究竟起源于何时,战国以前都还没发现名为灯的实物。
在商代的甲骨文中也未见灯、烛之类字样。
西周时在人们日常生活中出现的“烛”应是最早的照明用器的记载。
“灯”字的起源西周时“烛“应是一种由易燃材料制成的火把,用于执持的已被点燃的火把,称之为烛;放在地上的用来点燃的成堆细草和树枝叫做燎;燎置于门外的称大烛,门内的则称庭燎。
中国现存最早的灯具出于战国,在《楚辞·招魂》中有“兰膏明烛,华镫错些”记录,说明战国时已出现“镫”这个名称了。
在周代,“镫”、“登”通用,《尔雅·释器》:“木豆谓之豆,竹豆谓之豆笾,瓦豆谓之登。
” 徐铉曰:今俗别作灯,非是,晋郭璞云:礼器也。
古人把“镫”称灯,应是字义的假借。
灯的起源——春秋战国“火”是人类祖先抵御猛兽的主要工具,灯也是因为“火”而得到发展。
根据古书最早的记录。
灯具的出现始见与战国。
当时候的灯具结构已比较完善,而且造型也很优美,可见在它以前,灯的发明和演变已经有了一个相当时期,只是工艺说明已经失传。
二.灯丝的发现及发展白炽灯将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的电光源。
自1879年,美国的T.A.爱迪生制成了碳化纤维(即碳丝)白炽灯以来,经人们对灯丝材料、灯丝结构、充填气体的不断改进,白炽灯的发光效率也相应提高。
1959年,美国在白炽灯的基础上发展了体积和衰光极小的卤钨灯。
白炽灯的发展趋势主要是研制节能型灯泡。
不同用途和要求的白炽灯,其结构和部件不尽相同。
白炽灯的光效虽低,但光色和集光性能好,是产量最大,应用最广泛的电光源。
一般人认为电灯的发明者是发明大王爱迪生,实际上,这方面的试验研究在爱迪生之前就已开始了。
在美国1845年的一份专利档案中,辛辛那提的斯塔尔提出可以在真空泡内使用碳丝。
英国的斯旺按照这种思路,用一条条碳化纸作灯丝,企图使电流通过它来发光,但是,因当时抽真空的技术还很差,灯泡中的残余空气,使得灯丝很快烧断。
人工冷光说明文范文人工冷光是一种以人工方式产生的冷光源,它通过在特定条件下激发物质产生冷光现象,并具有广泛的应用领域。
本文将详细介绍人工冷光的原理、发展历史、应用领域以及未来发展方向。
人工冷光的原理是通过激发物质的电子通过非辐射能量传递发生跃迁,从而产生冷光现象。
一般来说,人工冷光分为荧光、磷光和发光三种形式。
荧光是指物质在吸收辐射能量后,立即释放出辐射能,发出的光具有短暂的光辉;磷光是指物质在吸收能量后在一段时间内保留能量,并在这段时间结束后慢慢释放出光辉;发光则是物质在经历能量输入的过程后,产生的光辉将持续一段时间。
人工冷光的发展历史可以追溯到19世纪末,当时发现一些物质在受到放射线照射时会发出光辉。
随着科学技术的不断进步,人们开始深入研究冷光现象,并逐渐掌握了人工制造冷光的技术。
在20世纪初期,荧光灯开始商业化生产,成为人们日常生活中常见的照明工具。
随后,磷光材料的研究取得了重要进展,使得磷光在显示技术、安全指示等领域的应用得到了广泛推广。
到了20世纪末和21世纪初期,发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED)的问世进一步推动了人工冷光技术的发展。
人工冷光在各个领域都有着广泛的应用。
在照明领域,人工冷光源如荧光灯、LED等具备高亮度、高效节能等特点,已经成为传统白炽灯的替代品。
在显示技术中,OLED的柔性、薄型化等特点使得它可以用于制造更薄更轻的显示屏,为移动设备和智能电视等领域带来了革命性的变化。
此外,人工冷光在医疗、安全指示、交通信号灯等众多领域也发挥着重要作用。
人工冷光技术目前仍然在不断发展中,其未来发展方向有几个重要的方面。
首先是提高冷光效率,减少能源消耗。
目前LED已经成为主流的照明光源,但仍然面临着能效提升的挑战。
研究人员正致力于改进材料、器件结构等方面,从而减少能量损耗,提高冷光效率。
其次是拓展冷光应用领域。
目前,人工冷光在照明、显示等领域已经相对成熟,但仍然有许多应用领域有待开发。
led合同能源管理项目盈利方案一、项目概述。
咱们这个LED合同能源管理项目啊,就是要把那些费电的传统照明设备换成超级节能的LED灯。
这就像是给那些一直吃得多还不怎么干活(照明效果不好)的家伙,换成一群吃得少还特别能干(又亮又节能)的小能手。
二、盈利来源。
1. 节能效益分享。
这可是盈利的大头。
咱们给客户换上LED灯之后,因为LED灯特别节能,每个月的电费就会大幅下降。
比如说以前一个商场一个月电费要10万块,换了LED灯之后可能就只需要5万块了。
那节省下来的这5万块,就是咱们可以和客户分享的节能效益。
一般按照合同约定,咱们能分到其中的一部分,可能是60%或者70%呢,这每个月就能有好几万的收入啦。
就像和客户一起发现了一个宝藏,然后按照约定来分宝藏里的金银财宝。
2. 设备销售与安装服务。
咱们给客户提供LED灯设备,这设备可不是白送的哦。
虽然在合同能源管理模式下,设备的成本回收主要靠节能效益分享,但咱们也可以在设备价格上稍微加一点利润。
毕竟咱们的设备质量好,能给客户带来这么大的节能好处呢。
还有安装服务,这就像给客户做一次精心的“灯光手术”,咱们收取一定的安装费用也是理所当然的。
就好比去饭店吃饭,菜钱是一部分,服务费也得有呀。
3. 政府补贴与奖励。
很多地方政府都特别支持节能减排项目,咱们这个LED合同能源管理项目正好符合要求。
政府可能会给咱们项目一些补贴,或者是奖励。
这就像是政府给咱们发的小红包,鼓励咱们做好这个环保又省钱的大好事。
这部分钱可以直接增加咱们的盈利,有时候数额还不少呢。
三、成本控制。
1. 设备采购成本。
要想多赚钱,买设备的时候就得精打细算。
咱们得找那些性价比高的LED灯供应商,和他们好好谈价格,争取拿到最低的采购成本。
就像买菜一样,同样是一颗白菜,咱们得找到那个最便宜又新鲜的菜摊。
同时呢,还要保证设备的质量,可不能为了省钱买那些质量差的,不然后面出问题就麻烦了。
2. 项目运营成本。
项目运营过程中也有不少开销,像员工工资、设备维护费用等等。
矿灯的发展历程矿灯的发展历程2011年07月11日有光明的地方,就有人类文明。
矿灯数万年前,人类就已经懂得使用自然之火来御寒、烧烤和照明。
三千多年前,人类开始使用简单灯具承载火烛,书写文明史。
从粗糙的石灯到青铜灯,陶瓷灯到电灯,灯具的历史变迁打上了深刻的时代烙印,同时也是社会经济和文化的缩影。
汉弗莱?戴维是美国化学家。
由于当时英国的卡尔迪弗矿井发生了几次可怕的爆炸,造成数千名矿工的死亡,煤矿公司为了保证矿井内的操作安全,颁布了特别的奖赏,将给能够发明矿井中使用的安全灯的发明家。
矿灯公司总经理特别请求戴维帮助他们解决这一难题。
框上给他送来了试验用的“爆鸣气”,这是一种危险气体。
实际上他的成分是两种体积的氢气和一个体积的氧气组成的爆炸混合物。
戴维和助手法拉弟反复的研究了这种气体的性质,特点及他在燃烧时,引起破坏性爆炸的条件。
他们的研究工作几乎延续了整整一年,他们想到用一些细的管子,把维持矿灯燃烧所需要的空气通过细管子引进灯内,然后再通过这些细管子把瓦斯排出灯外。
当管子细到一定程度矿井中即使存在这种爆鸣气,也不会由于他的存在并与灯焰接触而引起爆炸。
他们反复观察了使用不同管子时火焰大小的变化,进行了一系列系统的实验。
1816年初,终于设计成功了一种安全矿灯。
这种矿灯很有效。
戴维用一种网眼很小的金属网子代替了矿灯的玻璃罩,这样,火焰不会外漏烧到瓦斯,而瓦斯缺可以从孔中自由通过。
很快,这种灯就在煤矿中广泛使用了,从此矿工们摆脱了惊吓一种致命的威胁。
由于发明设计了这种安全矿灯,戴维还获得了朗福德勋章。
戴维的研究虽然涉及到各个方面,但他一直没有放松研究的是电,因为在当时有关电的一些现象还没有得到圆满的解释,电的本质还没有明确的研究结果,必须进行不断地反复实验。
他和法拉弟、丹麦著名物理学家奥斯特等科学家虽已有一定的成果,但仅仅是开始,因此戴维几乎一生不间断地锲而不舍地探索电的秘密。
戴维有一个专门研究电的现象的实验室,里面有各种各样的计量仪器,测量物体导电性能的特殊器皿和其他仪器。
白炽灯与led灯原理
白炽灯和LED灯是两种常见的照明设备,它们的工作原理有
一些不同。
首先,白炽灯的原理是通过将电流通过灯丝来产生热能,进而将热能转化为可见光。
白炽灯内部有一个细丝,通常是由钨制成,当电流通过细丝时,会使其发热并发光。
由于钨的电阻特性,电流通过细丝时会产生大量的热量,这使得细丝达到高温并发出可见光。
而LED灯的原理是利用半导体材料中的电子结构来产生光。
LED指的是发光二极管,它由两种不同的半导体材料构成:P
型半导体和N型半导体。
在P型半导体一端,有多余的正电荷,称为“空穴”,而在N型半导体一端,则有多余的负电荷,称为“电子”。
当电流通过LED时,电子和空穴会在PN结附
近相遇并复合,产生能量释放。
这个能量释放过程会产生光子,即可见光。
总的来说,白炽灯通过加热灯丝产生热量,进而发出可见光;而LED灯通过半导体材料的能带结构来产生光,不需要加热
过程,因此在发光效率和耗能方面都具有优势。
led工作原理LED工作原理。
LED是一种半导体发光器件,其工作原理是基于固体发光原理而设计的。
在LED中,当电流通过半导体材料时,电子与空穴结合而释放出光子,从而产生可见光。
本文将详细介绍LED的工作原理及其相关知识。
LED的基本结构是由P型半导体和N型半导体组成的PN结,当外加电压时,P型半导体和N型半导体之间的电子和空穴发生复合,能级差导致电子从N区向P 区迁移,空穴从P区向N区迁移,当电子和空穴再次结合时,释放出光子,产生发光现象。
在LED中,材料的选择对发光效果有着重要的影响。
常见的LED材料包括氮化镓(GaN)、磷化铝(AlP)、砷化镓(GaAs)等,其中氮化镓LED是目前应用最为广泛的一种。
不同材料的能隙不同,会导致LED的发光颜色也不同,因此LED可以发出不同颜色的光。
除了材料选择外,LED的工作原理还与电流和温度有着密切的关系。
在正常工作条件下,LED需要通过外部电流来激发发光,而电流的大小会直接影响LED的亮度。
同时,LED的工作温度也会影响其发光效果,过高或过低的温度都会影响LED的性能。
此外,LED的工作原理还涉及到电子学、光学等多个学科的知识。
在LED的制造过程中,需要考虑材料的选择、晶体生长、器件结构设计等因素,以确保LED的发光效果和稳定性。
同时,LED的应用也涉及到光电子学、光通信、显示技术等多个领域。
总的来说,LED的工作原理是基于固体发光原理而设计的,通过半导体材料的电子和空穴复合产生光子,从而实现发光效果。
材料的选择、电流的控制、温度的影响等因素都会影响LED的发光效果,因此在LED的设计、制造和应用过程中需要综合考虑多个因素,以确保LED的性能和稳定性。
希望本文能够对LED的工作原理有所了解,并为相关领域的研究和应用提供一定的参考价值。
赛德利说LED发展历史
基础研究阶段
1907年,Henry Joseph Round发现了碳化硅的电致发光现象,但由于当时发光太暗,不适合实际应用,便放弃了研究。
到了20世纪20年代晚期,Bernhard Gudden和Robert Wichard 在德国用从锌硫化物与铜中提炼的黄磷来发光,再一次因发光暗淡而停止研究。
1936年,George Destiau 出版了一个关于硫化锌粉未来发光的报告。
随着研究的深入,最终出现了“电致发光”这个术语。
20世纪50年代,英国科学家在电致发光的实验中使用半导体砷化镓发明了第一个具有现代意义的LED,并于20世纪60年代面世。
据说在早期的试验中,LED需要
放置在液化氮里,而且需要进一步的操作与突破以便能使LED高效地在室温下工作。
1962年,GE、Monsanto、IBM 的联合实验室开发出了发红光的磷砷化镓(GaAsP)半导体化合物,从此可见发光二极管步入了商业化的发展历程。
1965年,全球第一款商业化发光二级管诞生,它是用锗材料做成的可发出红外光的LED,当时的单价约为45美元。
其后不久,Monsanto和惠普公司推出了用
GaAsp材料制作的商业化红色LED。
这种LED的效率大约为0.1 lm/w,比一般的60-100W白织灯的15 lm/w要低100多倍。
1968年,LED的研发取得了突破性进展,利用氮掺杂工艺使GaAsP器件的效率达到了1 lm/w,并且能够发出红光、橙光和黄光。
显示应用阶段
到了20世纪70年代,磷化镓被用作光源,随后就发出灰白绿光。
LED采用双层磷化镓芯片(一个红色、一个绿色)能够发出黄光。
与此同时,苏联科学家利用
金刚砂制造出能发出黄光的LED,此时它尚不如欧洲的LED高效。
随后业界又推出有同等效率的GaP 绿色芯片LED。
LED的研究开发己被普及,这也导致LED的价格直线下跌,使LED器件在家庭与办公设备中得到大量应用,LED
在那个时代主打的是数字与文字显示,
日本日亚化学公司对LED技术的发展做出了巨大的贡献,其具有代表性的科学家是中村修二。
1988年日亚化学公司资助中村修二到美国佛罗里达州立大学研究金属有机化合物化学气相淀积法(MOCVD),1989年又从日本酸素株式会社购买了一台MOCVD设备供中村修二研究。
.技术的突破首先从被称为氮化物之父的名古屋大学赤崎勇教授开始,他利用MOCVD 在低温下生长出了氮化铝缓冲层,而后在高温下生长氮化镓。
随后,中村修二在1991年利用低温生长非结晶氮化镓缓冲层,再以高温成长氮化镓结晶。
1989年,赤崎勇教授利用电子束照射得到P型氮化镓,之后中村修二直接利用热退火完成P型氮化镓的制作。
这样,困扰氮化物半导体的两个重大难题先后被赤
崎勇和中衬修二攻克,从此建立了今天氮化物半导体在白光LED中的核心地位。
1991年,日亚公司研制成功同质结GaN基蓝光LED,峰值波长430nm,光谱半宽55nm,其光输出功率为当时市场上SiC LED的10倍,外量子效率约为0.18%。
1995年,日亚化学公司又研制成功InGaN/AIGaN双异质结的烛光级超高亮度蓝色LED,在20mA的正向电流下,输出功率为1.5mW,外量子效率为2.7%,波长和半宽分别为450nm 和70nm。
1997年,Schlotter和Nakamura等人先后发明了用蓝光管芯加黄光荧光粉封装成白光LED的技术。
氮化镓LED之后科学界随即又制造出能产生高强度绿光和蓝光的铟氮镓LED。
超亮度
蓝光芯片是白光LED的核心,在这个发光芯片上抹上荧光粉,然后荧光粉通过吸收来自芯片的蓝色光源再转化为白光。
利用这种技术能制造出任何可见颜色的光。
2001年,Kafmann等人用UV LED激发三基色荧光粉得到白光LED。
照明应用阶段
2006年,Cree公司宣布推出一款新的冷白光LED——“XP.G”,发光效率和亮度都创下新的纪录,其在驱动电流为350mA时,光通量达139 lm,发光效率为132
lm/W,亮度和光效分别比Cree公司最亮的XR-E LED提高37%和53%,被称为“业界最亮且具有最高效率的照明级LED”。
2007年,日亚公司发布了新型LED,该实验型产品在顺向电流为350mA的条件下,光通量可达145 lm,发光效率约为134 lm/W,芯片的大小为lmm2,色温为4988K(在I=20mA的情况下,发光效率更高达169 lm/W)。
2007年,美国的Cree公司在SiC衬底上生长双异质结,SiC衬底可以把GaN基LED的金属电极制造在衬底的底部,电流能够通过低阻导电衬底的垂直流动,也为发展其他光电子器件奠定了基础。
同年,日亚化学公司发布了下一代高功率白光LED, 350mA电流输入时光通量为145 lm,发光效率为134 lm/W.实现白色LED高效化的原因是实现了所用的蓝色LED芯片的高效化。
该蓝色LED在350mA驱动时的光功率为65lm/W,波长为444nm,外部量子效率为66.5%。
2008年,宝贝光电与与全球半导体器件制造厂先科电子有限公司为战略技术合作伙伴。
先科电子在半导体器件制造行业在全球都处于领导地位,先科(ST)的支持从而让Baby掌握国际领先的封装技术,白光发效率稳定在为120 lm/W。
并讯速应用在工业LED照明领域,并在全球设立营销点,开拓LED领域的新纪元。
目前LED的各项指标仍在不断的发展当中,随着应用领域的拓宽,对LED灯珠的要求也渐渐多样化。
同时,技术的进步不仅体现在参数指标上,成本也在下降,但走进普通家庭仍需时间去沉淀。