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LED灯的原理

作者:led路灯  来源:www.czx-led.com   更新时间:2017-06-03  阅读数:312




LED灯的原理
LED是发光二极管,是20世纪中期发展起来的新技术。它依赖半导体异质结中的电子通过势垒产生的能量迁越直接发光。通过LED制作的灯具因为发光过程不产生热量,能量转换效率接近百分之百,寿命超长,是照明技术的发展方向。
结构及原理
发光二极管的核心部门是由p型半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式开释出来,从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。 当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。
光源特点
1、电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别合用于公共场所。
2、效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80% 。
3、合用性:很小,每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种外形的器件,并且适合于易变的环境 。
4、不乱性:10万小时,光衰为初始的50% 。
5、响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级 。
6、对环境污染:无有害金属汞 。
7、颜色:改变电流可以变色,发光二极管利便地通过化学润饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的LED,跟着电流的增加,可以依次变为橙色,黄色,最后为绿色 。
8、价格:LED的价格比较昂贵,较之于白炽灯,几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相称,而通常每组信号灯需由上300~500只二极管构成。
应用范围
LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关,目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。因为LED工作电压低(仅1.5-3V),能主动发光且有一定亮度,亮度又能用电压(或电流)调节,本身又耐冲击、抗振动、寿命长(10万小时),所以在大型的显示设备中,目前尚无其他的显示方式与LED显示方式匹敌。
把红色和绿色的LED放在一起作为一个像素制作的显示屏叫双基色屏或伪彩色屏;把红、绿、蓝三种LED管放在一起作为一个像素的显示屏叫三基色屏或全彩屏。制作室内LED屏的像素尺寸一般是2-10毫米,经常采用把几种能产生不同基色的LED管芯封装成一体,室外LED屏的像素尺寸多为12-26毫米,每个像素由若干个各种单色LED组成,常见的成品称像素筒或像素模块。
LED显示屏假如想要显示图象,则需要构成像素的每个LED的发光亮度都必需能调节,其调节的精细程度就是显示屏的灰度等级。灰度等级越高,显示的图像就越细腻,色彩也越丰硕,相应的显示控制系统也越复杂。在当前的技术水平下,256级灰度的图像,颜色过渡已十分柔和,图像还原效果比较令人满足。
资料显示,LED光源比白炽灯节电87%、比荧光灯节电50%,而寿命比白炽灯长20~30倍、比荧光灯长10倍。LED光源因具有节能、环保、长寿命、安全、响应快、体积小、色彩丰硕、可控等系列独特长处,被以为是节电降能耗的最佳实现途径。


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