发光LED的原理及特性详解

发光LED的原理及特性详解（一）LED发光原理发光—极管是由TTI-W族化合物，如GaAs（碑化镣）、GaP（磷化镣）、GaAsP（磷碑化镣）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I

LED 发光的原理及特性详解 LED （一）发光原理 TTI-WGaAsGaPGaAsPPN 发光—极管是由族化合物，如（碑化镣）、（磷化镣）、（磷碑化镣）等半导体制成的，其核心是 P-NI-N 结。因此它具有一般结的特性，即正向导通，反向截击穿特性此外，卜，有发光特性。在正向电 ||：、，在一定条件它还具 NPPN 压下，电子由区注入区，空穴由区注入区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光， 1 如图所示。 ・ P X(nun)ffil2假设发光是在区中 波长图 发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有 些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发 PNam 光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近结面数 X* Eg1240/Eg（mm）Eg 以内产生。理论和实践证明，光的峰值波长入与发光区域的半导体材料禁带宽度有关，即式中的单位为 〜 eV）380nm780nmEg3.261.63eV 电子伏特（。若能产生可见光（波长在紫光红光），半导体材料的应在之间。比红光波长 〜 长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。 LED （二）的特性 1. 极限参数的意义 1）Pm:LEDLED 允许功耗允许加于两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，发热、损坏。 （ 2）IFm: 最大正向直流电流允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。 （ VRm: 捻）最大反向电压所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。 4）topm: 〔工作环境发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降 低。 2. 电参数的意义 1）2 【光谱分布和峰值波长：某一个发光二极管所发之光并非单一波长，其波长大体按图所示。由图可见，该发光管所发之光中某 0 一波长入的光强最大，该波长为峰值波长。 2）IV: 〔发光强度发光二极管的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发光强度。若在该方向上辐射强 （ 1/683）W/sr1cd）LEDmcd 度为时，则发光坎德拉（符号为。由于一般的发光二强度小，所以发光强度常用坎德拉）作单 （ 位。 3）31/2. 光谱半宽度△入：它表示发光管的光谱纯度.是指图中峰值光强所对应两波长之间隔 （ 4）01/201/22 半值角和视角：是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角。半值角的倍为视角（或称 （ 半功率角）。 3AO 图给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线（法线）的坐标为相对发光强度（即发光强度与最大发光强 1, 度的之比）。显然，法线方向上的相对发光强度为离开法线方向的角度越大，相对发光强度越小。