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LED為什麽會發出不同顏色的光,此文讓我豁然開朗,發光二極管燒燈的原因

作者:佚名    文章來源:網絡    點擊數:    更新時間:2024/7/3

LED就是發光二極管的英文Light Emitting Diode簡稱,和二極管一樣都是有PN結,具有單向導電性,在PN結兩(liang) 頭的引腳加以正向電壓,空穴和自由電子相遇,產(chan) 生複合,然後產(chan) 生了一定的能量.

這種能量要麽(me) 就以發熱這種方式呈現出來,要麽(me) 就以發光的形式呈現出來,發光二極管就是以發光的形式呈現出來,當然了發光二極管也會(hui) 發熱。普通的二極管是不能發光滴。

LED發光二極管 

發光二極管與(yu) 二極管差別並不大,發光二極管在PN結摻雜了一些化合物:镓、砷、磷、氮等。把這些化合物摻雜到P區和N區,然後加上引腳,用環氧樹脂給包起來,包起來堅固耐摔抗震。

為(wei) 什麽(me) 要摻雜不同的化合物呢?為(wei) 了發出不同顏色的光。目前LED由於(yu) 效率高而受歡迎,許多人認為(wei) 這是一種新科技,其實最早的LED已經存在了50多年,1962年的時候老美就研發出發光二級管了。

發光二極管 

發光二極管的工作原理 

很多小夥(huo) 伴都以為(wei) LED發出的光都是白色的,其實是紅色的,但是亮度非常微弱,當摻入砷化镓,使LED發出了紅色,當然不是為(wei) 了研發紅光而使LED發出紅色的光,後來被惠普買(mai) 去當做指示燈用了,這就是為(wei) 什麽(me) 許多的指示燈都是紅色的原因。

隨著科技的發展,慢慢的就出現了一些其他的顏色:摻入磷化镓使LED發出綠色光,摻入碳化矽使LED發黃光等等。

1993年日本的一位電子工程專(zhuan) 家中村修二成功發明了高亮度的藍色LED, 2014年憑借“發明高亮度藍色發光二極管,帶來了節能明亮的白色光源”,天野浩與(yu) 赤崎勇、中村修二共同獲得諾貝爾物理學獎。

是不是有點懵,為(wei) 什麽(me) 發明了藍色的發光二極管,就帶來了白色光源。自然界的許多光源都是經過多種顏色混合而成的,白色光則是紅色、綠色和藍色混合而成。

三原色原理 

中村修二發明藍色發光二極管之前,就發明出了紅色和綠色的發光二極管,藍光LED的出現將三原色集齊混合後,高亮度的白色光源就出來了,這種方法製造出白色的光源,它成本比較高,要三原色的混合,製作工藝也複雜。但是效率高,白色的色域廣。

現在生產(chan) 技術先進,白光LED很少用這個(ge) 方法製造了,當然了還有其他的方法發出白光,比如說藍色的LED芯片上抹上黃色的熒光粉,咱們(men) 肉眼看起來就是白色的光了。

又有小夥(huo) 伴要問了,中村修二怎麽(me) 就獲得了諾貝爾物理學獎,怎麽(me) 就不是頒布給紅色發光二極管的發明人,或者綠色發光二極管的發明人呢,他們(men) 的貢獻也很大啊,為(wei) 何就給了時隔那麽(me) 久才發明出藍色發光二極管的發明者呢?

中村修二 

因為(wei) 由於(yu) 製作藍色LED非常困難,其他的發明者因為(wei) 製作工藝,放棄了繼續研究,中村修二還是堅持的繼續研發,藍色發光二極管的出現,混合黃色的熒光粉,把LED推向了照明界。

藍色發光二極管的出現,聚齊了三原色,在顯示屏中,實現了全彩顯示屏。混合發出白色的光源,實現了LED作為(wei) 照明光源的用途。所以藍光LED在LED照明上有著重要的意義(yi) 。

許多的顏色要麽(me) 基於(yu) 三原色或者兩(liang) 原色混合發光,或者單一的原色加上熒光粉發不同顏色的光,實現白光的兩(liang) 種途徑中,目前應用最廣泛,實現了產(chan) 業(ye) 化的就是在藍色LED的基礎上加了黃色的熒光粉。

每個(ge) 顏色都對應著它自己的波長,什麽(me) 是波長呢?拿一根繩子,上下搖動,會(hui) 出現波浪形,而波長就是兩(liang) 個(ge) 相鄰的浪頂之間的距離,用納米做單位。波長和摻雜的不同雜質和電壓有關(guan) 。

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有小夥(huo) 伴問一個(ge) LED能發出幾種光,是什麽(me) 操作?這種發光二極管裏麵有發出兩(liang) 種顏色的LED芯片,有三個(ge) 引腳,三個(ge) 引腳中有一個(ge) 是公共端,共陽極或者共陰極,拿紅綠LED來說,接上公共端和紅色LED另一引腳,則發出紅色的光芒,接上綠色引腳和公共端則發出綠色光芒,當兩(liang) 個(ge) 顏色同時接通,紅色和綠色光芒混合,就發出黃色的光。

三個(ge) 

這種LED 集成後在顯示屏的應用比較廣泛,在火車站比較常見,火車站上的列車時刻表,還有就是用在交通信號燈上麵等等。

還有就是閃爍版的led了,現在市麵上有自己就會(hui) 閃爍的LED,叫自閃爍LED。它裏麵有控製閃爍電路,隻要通上工作電壓就能嗶哩嗶哩的閃爍了。如果小夥(huo) 伴有興(xing) 趣的話用PCB板做一個(ge) 電阻和電容構成的振蕩電路,閃爍的頻率並不高。

閃爍的發光二極管 

現如今LED照明已經遍布咱們(men) 的生活,LED消耗能量和白熾燈減少80%左右,較節能燈減少40%左右。

白熾燈主要是通過鎢絲(si) 的發熱產(chan) 生光源,這種燈效率不高,大部分的電能被轉化為(wei) 熱能消耗掉了,溫度越高,鎢絲(si) 慢慢升華成為(wei) 了鎢氣,然後粘附在燈泡裏,使燈泡變黑,白熾燈做成 “大肚子”是有原因的,鎢氣升華後擴散的廣,不會(hui) 集中一起,不然黑色覆蓋燈泡,發光亮度就會(hui) 減少。慢慢的鎢絲(si) 越來越細,等它斷了,這隻白熾燈也就結束了它的壽命。

 

LED照明應用範圍廣,效率高,占據了主要的市場,但是效率受高溫影響而急劇下降,發熱量也大,這就是為(wei) 什麽(me) LED燈有個(ge) 散熱器的原因了,一般情況下LED壽命長達50000個(ge) 小時,能用個(ge) 五、六年。白熾燈慢慢的也退出了曆史的舞台,將來會(hui) 不會(hui) 有其他的照明硬件把LED給擠下去呢?小夥(huo) 伴們(men) 請留言探討探討。

LED要盡量工作在額定電壓電流範圍內(nei) ,才能更好的延長發光二極管的使用時長。

發光二極管燒燈的原因
1.電壓過高
發光二極管對電壓的要求是比較高的,一旦使用的電源電壓過高,就會(hui) 使發光二極管的電流超出額定電流範圍,導致LED發熱過大而燒燈。
2.電流過大
發光二極管的電流也要求比較嚴(yan) 格,過大的電流也會(hui) 導致LED局部溫度過高,甚至燒燈。
3.長時間使用
雖然發光二極管的壽命很長,但是長時間使用一定會(hui) 影響它的使用壽命,形成燈珠之間的老化,從(cong) 而導致發熱不均勻而燒燈。
4.使用環境過熱或過冷
發光二極管的使用溫度一般要在-20℃~80℃之間,如果使用環境過熱或過冷,LED工作溫度會(hui) 改變,導致燒燈。

Tags:LED,LED發光原理  
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