【技术】解析8种类型的LED及其所用材料

时间： 2021-08-31 来源：合科泰半导体

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本文合科泰半导体将带你了解8种类型的LED及其所用材料。

LED或发光二极管是一种简单的PN结二极管，由具有更大能垒的材料制成。当供应给LED结时，电子从价带移动到导带。当电子失去能量并回到其原始状态时，将发射光子。该发射的光处于光的可见频率范围的频带中。

图 1 LED

当其pn结被低至1伏的电压偏置时，这种简单的二极管就会发光。大多数LED在1.5V至2V之间工作，但是高亮度类型（尤其是白，蓝和粉红色LED）需要3V才能提供最大的亮度。通过LED的电流应限制为20 -30mA，否则设备将被烧毁。白光和蓝光LED可以承受40mA的电流。

LED具有由镓化合物组成的半导体芯片，该镓化合物具有受电流影响而发出光子的特性。芯片连接到两个用于提供电源电压的接线柱。整个组件封装在环氧树脂盒中，并且端子伸出。LED的长引线为正，而短引线为负。最初，LED中使用的半导体是砷化镓磷酸盐（GaAsP），而砷化镓铝（GaAlAs）现在在高亮度LED中使用了几天。蓝色和白色LED使用氮化铟镓（InGaN），而多色LED使用不同的材料组合来产生不同的颜色。白光LED包含带有白色无机荧光粉的蓝筹码。当蓝光撞击荧光粉时，将发出白光。

LED根据电致发光发光。LED中的半导体材料具有P型和N型区域。p区带有正电荷，称为正空穴，而N区则释放电子。光子发射材料夹在P和N层之间。当在P和N层之间施加电势差时，来自N层的电子向着活性材料移动并与空穴结合。这从活性材料以光的形式释放能量。根据活性材料的类型，将产生不同的颜色。

8种类型的LED及其所用材料

1.砷化铝镓–红外LED

2.砷化铝镓，磷化镓砷，磷化镓–红色LED

3.磷化铝镓，氮化镓–绿色LED

4.铝镓磷化物，砷化镓磷化物，磷镓化物–黄色LED

5.铝镓铟磷化物–橙色LED

6.氮化铟镓，碳化硅，蓝宝石，硒化锌–蓝色LED

7.基于氮化镓的氮化铟镓–白光LED

8.氮化铟镓，氮化铝镓–紫外线LED

8个LED参数

1.光通量-它是来自LED的能量，以流明（lm）或毫流明（mlm）为单位进行测量

2.发光强度–它是一个覆盖区域的发光通量，以坎德拉（cd）表示。LED的亮度取决于发光强度。

3.发光效率–表示相对于所施加电压的光。它的单位是流明每瓦（lm / W）。

4.正向电压（Vf）–它是LED两端的电压降。它的范围从红色LED的1.8V到绿色和黄色LED的2.2V不等。在蓝色和白色LED中，该电压为3.2V。

5.正向电流（If）–这是允许通过LED的最大电流。普通LED的范围为10 mA至20mA，而白色和蓝色LED的范围为20mA至40mA。高亮度1瓦LED需要100~350mA的电流。

6.视角–也称为偏轴角度。它是发光强度下降到半轴值。这会导致在全条件下充满亮度。高亮度类型的LED具有狭窄的视角，因此光将聚焦成光束。

7.能级– 光输出中的能级取决于所施加的电压和半导体电子中的电荷。能级为E = qV，其中q是电子中的电荷，V是施加的电压。

8. LED的功率–是正向电压乘以正向电流。如果多余的电流流过LED，则会缩短其寿命。因此，通常使用470Ω至1K的串联电阻来限制流过LED的电流。

可以使用公式Vs – Vf / If选择LED电阻器。其中Vs是输入电压，Vf是LED的正向电压，If是LED的正向电流。

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