发光二极管的特性分析

科技风2016年12

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发光二极管的特性分析

蔡旺

湖南省广益实验中学湖南长沙410014

摘要:鉴于发光二极管的特性，在多个领域中都得到了广泛的应用，让人们的生活变得更加丰富多彩。本文主要针对发光二极管的发光原理 与特性进行分析。

关键词:发光二极管;发光原理;特性

发光二极管具有低、小、轻、长、快、好的优点，这里所提到的低就是 指所产生的电压低、具有极好的耐冲击，同时具备极强的稳定性，其生 产成本低廉，而小就是指功耗和体积都比较小，便于日常的使用和安 装，轻就是指发光二极管的重量较轻，长是指发光二极管的使用周期比 较长，快是反应速度快，好是单色性能好，由于它的这些特点，因此它的 应用范围较为广泛。

一

、

发光二极管的发光原理介绍

发光二极管采用了注入式发光原理，其关键核心就是

pn结，属于

一种固体形态的半导体元器件，能够有效的将电能转化为光能，是一种 半导体晶片，以支架为载体，这种半导体晶片分别接入正负极，通过树 月旨将整个晶片进行包裹。

发光二极管内的半导体晶片可以划分为P

型半导体和

N型半导体

两部分，其中在P型半导体中占据主要位置的就是内部的空穴，而在N 型半导体中大部分为电子。在这两种半导体的共同作用下，形成了“P-N 结”。当二极管有电流经过时，N型半导体内的电子就会被向P区推动， 电子就会和P区内的空穴进行结合，随后光子就会产生能量，这就是二

极管发光的原理。发光二极管所产生的不同颜色是由于光的波长与制 作P-

N结材料的不同而产生的。发光二极管可以产生众多的颜色，人们

可以根据日常的使用需求进行选择，适用于室内装饰、城市夜景、信号 灯、液晶信息显示等领域的应用。

发光二极管发热英文缩减为

LED，主要是由含有氮、砷和磷等多种

化合物所制造而成。通过多种化合物的共同作用所制作而成的发光二 极管通常在仪器中被用作指示灯，可以发出五颜六色的光，人们利用先 进的技术制作出照明产品，

LED灯所采用的就是冷发光技术，具有高亮

度性和低发热性，都是有无毒材料制作而成，不会造成污染，还可以再 回收利用，无福射，不产生紫外线和红外线，安全方便，是绿色光源产 品，还可以用三基色原理，变换为成千上万种颜色变化，再利用先进的 科学技术，实现人们对各种颜色的选择需求，它具有正向伏安特性、光 谱特性和光强角分布等特性。

二、 发光二极管特性研究

发光二极管具有正向伏安的特性。即将正向偏置电压通过二极管 时，在最开始阶段刚开始，电流在电压的影响下较慢，电压逐渐增大直 至导通电压时，在二极管内就会有正向电流通过，此时的电流就会急速 增加致使二极管导通，这时电压变化不大，而电流变化大。加反向偏置 电压时二极管不能导通，但也不是一点也没有电流通过，而是反向电流 比较小罢了，电流过大的话，就会使二极管内的pn结极易造成损害，所

以从中可以看出二极管属于正向导通，反向截止，大电流击穿，简单来

说就是二极管具有单向导电性能。

20 •

光谱特性。有理论分析得出，发光二极管中的禁带宽度与之相对应 的电压值和阈值电压具有不相等性，禁带宽度是半导体材料中空穴跟

电子吸收和释放的能量，阈值电压是电子流过

pn结需要的能量与杂质

浓度有密切关系。可见光的光谱波长在380nm-760nm中，所以我们只

能感受到赤、橙、绿、青、黄、蓝、紫这七中单色光，因为白光不是单色光， 所以广众没有白色光。而是多色复合而成的光，好比太阳光是由这七种 单色光混合而成的白色光，彩电中也是由三基色红、绿、蓝合成的白色

光。显而易见，要想使

LED发出白光，也要用这七色光合成。根据我们对

可见光的探索，我们所看到的白光，不少于两种光的合成，蓝光和黄光 或蓝光、绿光、红光合成。它们都有蓝色光，因此摄取蓝色光已成关键， 也就是目前的“蓝光技术'

光强角分布特性。有视角与半值角为参数，半值角影响光强角分布 情况，半值角小于20度，指向性很高，可用作局部照明，不小于20度且 不大于

45度的角可作于指示灯，半值角大于45度的散射性好，由此可

见半值角大小不同用途也不同，我们可以利用这一点来制作我们所需 要的各种灯具。

根据发光二极管上述的三种特性，我们可以应用于各种领域，指向 性很好的高强度发光二极管可用于局部小范围照明，比如小台灯、手电 筒、头灯等，其电压低，功率小，用干电池就可以供电了，一般用多个并 联使用，使用寿命长。通过电路设计，我们还可以连接到220v

的交流电 中使用，由此可见，假如把我们室内的日关灯，夜间的路灯，霓虹灯，还 有交通指挥灯等都改为发光二极管灯，那么每年节约很多能源，利国利 民，前景广阔。

三、结语

现在科学技术飞速发展，近年来，人们发明了一种全新发光二极管 被叫做有机发光二极管。有机发光二极管克服了液晶的不足之处，成为 各种电子产品的材料，被普遍应用，由于有机发光电子材料特殊性质， 已被列为令人瞩目的有机电子学、塑料电子学范畴，成为人们进一步研 究的课题。

参考文献：NiO[1]

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