LED 的类型

介绍

LED 是一种半导体光源，当电流流过它时，它只向一个方向发光，这与普通的荧光灯和白炽灯泡不同。这是发光二极管，由于具有低功耗、更好的照明和更长的使用寿命等优点，因此效率更高。在遥控器、AC、移动电话和照相机等电子设备中使用这种 LED。LED 照明比普通 CFL 灯泡的效率高出近 90%，并且与 CFL 不同，当 LED 提供 30% 的光输出时，其使用寿命会缩短。在这个现代化的世界中，LED 为照明创新提供了极好的机会。

什么是发光二极管？

LED 是由半导体和各种发光特性制成的普通 pn 结二极管。具有直接带隙的材料，如砷化镓 (GaAs)，这是一种使用 LED 的半导体化合物（Xu等人， 2017 年）。在这种砷化镓中，添加了掺杂剂原子，因此它会发出各种各样的颜色。

图 1：LED pn 结结构

LED 灯泡中使用的材料有磷化砷化镓、磷化铝镓、硒化锌、砷化铝镓和氮化铟镓。发出白光的 LED 最受青睐。LED 产生白光有以下两种主要方法。

红色、绿色和蓝色 [RGB] 等三种原色光通常会产生白光。该过程具有高量子效率(Microchip,2022)。
另一种方法包括用一种颜色和不同颜色的荧光粉涂覆 LED 灯泡以产生白光。这是用于制造 LED 照明和灯泡的常用方法。

LED结构

LED 照明和灯泡的结构使得从中发出的光仅向一个方向发射。对于其他传统的普通灯泡，如 CFL 意味着紧凑型荧光灯和白炽灯，发出的热量和光线会向各个方向散射。LED 的设计比普通灯更耐用、更高效且用途更广。

图 2：LED 照明技术

LED 能够在多种应用中更有效地使用能源和光。需要复杂的工程技术才能生产出能够照亮各个方向的 LED 灯，例如 CFL 和白炽灯(Microchip,2022)。由陶瓷或铝体制成的 LED 提供适当的散热，是 LED 照明的主要类别之一。爱迪生灯泡采用陶瓷和铝制灯体设计。

LED：分类

LED 可根据其尺寸、应用和功率传输能力进行分类。有几种类型的 LED 可以根据它们的大小进行分类：低电流微型 LED、超高输出微型 LED 和标准微型 LED。根据其功率传输能力分类的 LED 是大功率 LED，它们可以照亮所有方向。根据应用分类的 LED 有双色和三色 LED、RGB LED、LED 照明、闪光 LED 和字母数字 LED。常用的 LED 是微型 LED，用于远程系统、手机、汽车前照灯、计算器等各种电子设备中。

LED：特性特征

LED被认为是当电流通过二极管时照亮光的半导体光源。不同于传统的 CFL 和白炽灯泡，LED 中的电流是单向的。LED 中的二极管因其在更长寿命、更好照明和低能耗方面的效率和有效性而被广泛使用（Hui等人， 2017 年）。根据电流输出使用的 LED 是低电流 LED、超高输出 LED 和标准 LED。在双色LED的情况下，一个外壳有2个发光二极管。这里的布线是反向并联的，电流在 2 个二极管之间交替流动，导致颜色发生变化。

LED：工作原理

LED 像普通二极管一样在正向偏置状态下工作。此处，n 型半导体比 p 型半导体掺杂更重，并形成 pn 结（Xu等人， 2017 年）。在正向偏置状态下，势垒降低，空穴和电子结合形成活性层或耗尽层。

图 3：LED 的工作原理

在这种状态下，光子和光向各个方向辐射或发射。在上图中，可以看出由于正向偏置结合的电子-空穴对，光是如何发射的。光子发射凸显了LED二极管存在于固体能带理论中。该理论指出，结合的电子空穴要么发出光子，要么不取决于材料是否具有直接带隙或间接带隙。

结论

LED 是单向光源，不像 CFL 和白炽灯那样向各个方向散发热量和光。在闪光 LED 中，有一个集成电路以特定频率闪烁光。它们通过电阻串联与电源相连，用于车辆、招牌等。LED 照明和 LED 灯泡被集成到各种装置或设备中，例如光隔离器、遥控器、汽车前照灯和计算器。它们还用作 LED 指示器，通常用于微型 LED、量子点、相机和 OLED 等电子显示器。

常见问题

Q1。微型 LED 的用途是什么？

答。微型LED主要用于手机、遥控器和计算器等小型电子设备。SunLED 是 NanoPoint-0201 系列 LED，被认为是世界上可用的最小 LED 封装。

Q2。二极管是什么意思？

答。有助于电流沿一个方向流动的电气设备被确定为二极管。在电路中，这个二极管可以用一个顶点有一条直线的三角形来标识。

Q3. LED如何用于照明？

答。各种尺寸的 LED 被集成到用于一般照明应用的固定装置和灯泡中。LED 照明不同于荧光灯和白炽灯。LED 比传统灯泡更通用、更耐用、更高效。

Q4. 什么是热管理？

答。LED 性能中最重要的因素是其生命周期内的热管理。LED 通常在高温下工作，光线传播速度更快，能量消耗更少。

基础教程