LED的发光原理、特点及电气特性

一、LED的发光原理

LED（LightEmittingDiode）它是发光二极管的缩写。（Ga）与砷（AS）、磷（P）当电子与空穴复合时，由化合物制成的二极管可以辐射可见光，因此可以用来制作BAS16-7发光二极管，作为电路和仪器中的指示灯，或者构成文字或数字显示。

伴随着科学技术的进步，出现了能发出类似白炽灯颜色的LED，这就为现代照明提供了一种使用寿命长、效率高的照明光源，最值得称道的是，LED设备具有长达50,000小时至100,000小时的使用寿命，适用于各种场合。

二、LED的特点

LED发出的光不同于自然光，它的频谱不是连续的，而是缺少红外部分。因此，与白炽灯不同，LED产生的热量必须通过传导方式传播，而不是通过辐射传播，这就是为什么LED被称为冷光源。

高效节能:白光LED是目前已知最节能的白光光源设备。1000小时只需要几度电(普通60W白炽灯17小时耗电1度，普通10W节能灯100小时耗电1度)。

长寿:半导体芯片发光，无灯丝，无玻璃泡沫，不怕震动，不易破碎，使用寿命可达5万小时以上(普通白炽灯使用寿命只有几百小时，普通节能灯使用寿命只有8000小时)

绿色环保:不含汞、氙等有害元素，有利于回收利用，不会产生电磁干扰(普通灯管中含有汞、铅等元素，节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰，灯管中仍有汞)

保护视力：DC驱动，无频闪(普通灯具都是交流驱动，必然会产生频闪)

高光效率：发热小：90%的电能转换为可见光(普通白炽灯80%的电能转换为热能，只有20%的电能转换为光能)

市场潜力巨大：低压、DC供电、电池、太阳能供电，可用于边远山区、野外照明等缺电、缺电场所。

三、LED发光二极管的电气特性

LED处于正向工作状态。当LED达到发光电压值时，发光二极管开始发光。当电压继续增加时，发光二极管的发光亮度急剧增加。如果电压稍微增加，发光二极管可能会瞬间烧毁。由此可见，发光二极管是一种电流设备，这就决定了发光二极管必须在恒流状态下安全工作。这是发光二极管设备在使用中与其他光源不一致的主要方面，也是发光二极管安全使用的关键因素。

如上图所示，功率为1W的LED芯片正向驱动电流与输出亮度的关系，可以看出，在350mA范围内，驱动电流与流明输出之间存在明显的线性关系。然而，随着正向电流的增加，两者之间的非线性关系逐渐出现。当驱动电流超过线性范围时，每瓦产生的流明效率会降低，而在线性范围内，每瓦产生的流明数量会呈上升趋势。

当驱动电流超过线性范围时，输出功率会从LED转换为热能，这将成为LED驱动的负担，增加热能设计的复杂性，降低LED的使用寿命。因此，对于功率为1W的LED设备，正向驱动电流不超过350mA。目前常用Ф5小功率LED灯珠，正电流不超过20mA。对3W大功率LED芯片而言，正电流不应超过700mA。

流状缩写输出辐射驱动电流芯片

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