關(guān)于半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED照明技術(shù)的應(yīng)用分析

摘 要：發(fā)光二極管（LED）因有著功能強(qiáng)大、節(jié)省能源、使用周期長(zhǎng)、注重生態(tài)保護(hù)等特征而被普及使用于屋內(nèi)外照明。筆者重點(diǎn)闡釋了發(fā)光二極管（LED）的原理、特征、運(yùn)用以及市場(chǎng)開發(fā)潛力。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體；發(fā)光；二極管；照明科技；研究

2010年，上海因世界博覽會(huì)的成功舉辦被世界各國(guó)人士銘記。在上海世界博覽會(huì)開展階段，光輝爛漫的夜晚景色是一大特色。這項(xiàng)光榮而艱巨的夜景展示，采用了節(jié)約能源、保護(hù)生態(tài)、絢麗多姿的LED發(fā)光二極管。通過調(diào)查與研究，整屆世界博覽會(huì)使用了10.3億粒LED芯片。夜晚景色照明整體設(shè)計(jì)的負(fù)責(zé)人指出，LED發(fā)光二極管讓世界博覽會(huì)被照亮。本文中將對(duì)LED發(fā)光二極管的特征以及在具體生活中的運(yùn)用進(jìn)行闡述。

一、LED的概念

LED即指發(fā)光二極管，是一類半導(dǎo)體發(fā)光元件。其將固體半導(dǎo)體芯片當(dāng)成發(fā)光原料，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是一種發(fā)光的半導(dǎo)體原料，被堆放在裝備引線的支持架上，周圍使用環(huán)氧樹脂封存，從而保護(hù)內(nèi)芯不受損傷。

發(fā)光二極管的核心元件是P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體構(gòu)成的晶片，一側(cè)的P型半導(dǎo)體中空穴是核心部件；另一側(cè)的N型半導(dǎo)體通常是電子。在其中存在一類過渡層，叫作P-N結(jié)。當(dāng)正向電流流經(jīng)電線對(duì)晶片形成影響后，電子會(huì)被移動(dòng)到P區(qū)域，在P區(qū)域內(nèi)，電子與空穴重合，之后通過光子散發(fā)電能，這就是眾所周知的LED二極管的原理。

二、半導(dǎo)體發(fā)光二極管的特征

LED是半導(dǎo)體部件透過PN結(jié)完成光電互換，其具備以下特征：

1.穩(wěn)定，節(jié)約能源，保護(hù)生態(tài)

發(fā)光二極管正向作業(yè)電壓不大，通常是1.5～3.0伏，作業(yè)電流是5～150毫安，所以作業(yè)沒有太大的風(fēng)險(xiǎn)。伴隨科技的日新月異，其逐漸取代了傳統(tǒng)的照明設(shè)備。當(dāng)前，LED的光效已攀升到40lm/W，比日光燈高，比熒光燈稍微要小。目前運(yùn)用的日光燈在運(yùn)轉(zhuǎn)階段，會(huì)消耗大量的熱能，對(duì)環(huán)境氣溫的敏感度較強(qiáng)；而熒光燈中有對(duì)身體健康有負(fù)面影響的汞。而LED照明是節(jié)能的、環(huán)保的，因此沒有這方面的缺陷。

2.使用周期長(zhǎng)，反應(yīng)迅速

通常情況下，日光燈的使用周期大概是1000小時(shí)，熒光燈的使用周期是10000小時(shí)，LED的使用周期是2萬～10萬小時(shí)。通過對(duì)比，孰優(yōu)孰劣一目了然。此外，LED發(fā)光反應(yīng)迅速，其反應(yīng)速率能夠用納秒來計(jì)算，熒光燈則通常是以毫秒來計(jì)算。

三、LED在各行業(yè)的運(yùn)用

1.LED在屏顯行業(yè)的運(yùn)用

為了讓LED應(yīng)用更為便利，通常將LED排序?yàn)榫仃嚮蚬P段，設(shè)置為達(dá)標(biāo)尺寸的LED模塊；或?qū)?根或10數(shù)根LED封裝為1根LED集束管。其被當(dāng)作一類象素，通過將LED模塊或集束管依照具體尺寸需求排序?yàn)榫仃嚕⑴涮讓I(yè)的屏顯電路、直流穩(wěn)壓設(shè)備、軟件、框架等，就完成了一部LED屏顯的安裝。

2.LED在背光源行業(yè)的運(yùn)用

LED以計(jì)算機(jī)、移動(dòng)設(shè)備等小尺寸液晶面板背光源領(lǐng)域完成了普及，利用手機(jī)界面、按鈕、閃光燈中的LED來照明變得極為普遍。伴隨科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，移動(dòng)設(shè)備的售價(jià)會(huì)降低，而一款移動(dòng)設(shè)備平均要使用若干的表貼類LED，這表明移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)需求量龐大。所以，LED在移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域的運(yùn)用效果一目了然。

另外，在筆記本背光源行業(yè)，LED也逐步替代了冷陰極管背光源，成為占據(jù)市場(chǎng)份額最多的產(chǎn)品。據(jù)可靠消息，通過檢測(cè)，使用LED取代傳統(tǒng)的冷陰極熒光設(shè)備，新的筆記本相較于以往的筆記本能夠節(jié)約電能接近50%，并且不存在對(duì)人身體有危害、對(duì)生態(tài)造成破壞的重金屬汞，而LED背光源商品的售價(jià)和CCFI背光模塊基本持平，是時(shí)下最流行的照明設(shè)備。

四、結(jié)束語

綜上所述，LED是一類新照明設(shè)備，近年來取得了一定的營(yíng)銷成績(jī)。當(dāng)然，其在運(yùn)用層面依然有著技術(shù)缺陷，比如光通量不佳，散發(fā)的光與天然光依然有區(qū)別等。然而，這也無法否定LED照明科技革命帶來的影響。

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作者簡(jiǎn)介：趙新麗（1982— ），女，山西定襄人，本科，講師，研究方向：控制工程。