發(fā)光二極管(LED)論文

1、發(fā)光二極管（LED）燈泡的發(fā)展 ·發(fā)光二極管（LED）簡(jiǎn)介：說(shuō)到照明，人們立刻會(huì)想到那些五顏六色的各式燈具。盡管這些燈具的形態(tài)各異，但其照明的核心部分燈泡其實(shí)主要有三種：白熾燈、熒光燈和氣體放電燈。不過(guò)，這種格局不久將會(huì)發(fā)生改變，因?yàn)檎彰黝I(lǐng)域的一顆新發(fā)光二極管燈泡正在走向?qū)嵱没A段。傳統(tǒng)的照明技術(shù)存在發(fā)光效率低（一般白熾燈發(fā)光效率20%左右，普通節(jié)能燈4050%左右）、耗電量大、使用壽命短，光線中含有大量的紫外線、紅外線輻 射，照明燈具一般是交流驅(qū)動(dòng)，不可避免的產(chǎn)生頻閃而損害人的視力，普通節(jié)能燈的電子鎮(zhèn)流器會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，且熒光燈含有大量的汞和鉛等重金屬，無(wú)法全部回收則造成環(huán)境污染等

2、問(wèn)題。現(xiàn)代生產(chǎn)和生活的發(fā)展迫切需要一種高效節(jié)能、無(wú)污染、無(wú)公害的綠色照明技術(shù)取代傳統(tǒng)照明技術(shù)。近年來(lái)，經(jīng)過(guò)科學(xué)家的技術(shù)攻關(guān)，一種新型光源技術(shù)LED照明技術(shù)正在趨于成熟，并開(kāi)始投入生產(chǎn)，走向市場(chǎng)。據(jù)估計(jì)，在全球范圍內(nèi)，發(fā)光二極管燈泡有90億英鎊的市場(chǎng)前景。在巨大商機(jī)的吸引下，一些燈泡生產(chǎn)商如菲利普公司等，已開(kāi)始投資數(shù)百萬(wàn)鎊，研究開(kāi)發(fā)家庭用發(fā)光二極管燈泡。科學(xué)家預(yù)測(cè)，在未來(lái)5年，這種燈泡很可能成為下一代照明的主流產(chǎn)品。 （LED照明技術(shù)簡(jiǎn)介）·發(fā)光二極管（LED）發(fā)光原理： 發(fā)光二極管燈泡無(wú)論在結(jié)構(gòu)上還是在發(fā)光原理上，都與傳統(tǒng)的白熾燈有著本質(zhì)的不同。二極管是電子線路中的常用元件，它的核心

3、部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。（半導(dǎo)體發(fā)光二極管）二極管具有單向?qū)щ娦浴６O管的種類很多，常見(jiàn)的有檢波管、整流管、穩(wěn)壓管、開(kāi)關(guān)管、發(fā)光管、光電管等。 發(fā)光二極管

4、通常用砷化鎵、磷化鎵等半導(dǎo)體材料制成，它在通過(guò)正向電流時(shí)會(huì)發(fā)光，發(fā)光的顏色取決于所用的材料，可發(fā)出紅色、黃色、綠色及紅外光等。發(fā)光二極管一般用透明的塑料封裝，管腳長(zhǎng)的為正極，管腳短的為負(fù)極。有的發(fā)光二極管有三個(gè)引出腳，根據(jù)管腳電壓情況能發(fā)出兩種顏色的光。 （半導(dǎo)體光電）· 發(fā)光二極管（LED）的發(fā)展歷程： 產(chǎn)業(yè)照明技術(shù)在IT及BIO革命中起著舉足輕重的作用 LED是21世紀(jì)的新光，其應(yīng)用及研究并迅速發(fā)展 韓國(guó)及東亞的LED技術(shù)領(lǐng)先于世界市場(chǎng)（占世界市場(chǎng)的70%） LED技術(shù)的巨大浪潮將是人類照明史的第二次革命 在未來(lái)五年，LED技術(shù)將邁向白熱燈，日光燈，鹵素?zé)舻奶娲匚弧?2010年

5、LED燈將占世界照明市場(chǎng)的16%。 照明大事記 1879 愛(ài)迪生發(fā)明電燈 1959 鹵素?zé)魡?wèn)世 1961 高壓鈉燈問(wèn)世 1962 金屬鹵化物燈 1969 第一盞LED燈(紅色) 1976 綠色LED燈 1983 熒光燈問(wèn)世 1993 藍(lán)色LED燈 1999 白色LED燈 2000 LED應(yīng)用于室內(nèi)照明 LED的開(kāi)發(fā)是繼白熱燈照明發(fā)展歷史120年以來(lái)的第二革命 21世紀(jì)開(kāi)始的現(xiàn)在，通過(guò)在自然，人類和科學(xué)之間奇妙的相遇而開(kāi)發(fā)的LED，將成為光世界的創(chuàng)新，對(duì)人類必不可少的綠色技術(shù)光革命。 LED將是繼愛(ài)迪生發(fā)明電燈泡以來(lái)重新將開(kāi)始巨大的光革命。 · 發(fā)光二極管（LED）的特點(diǎn)： 一、體積小

6、：LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹(shù)脂里面，所以它非常小，非常輕。 二、耗電量低：LED耗電相當(dāng)?shù)停绷黩?qū)動(dòng)，超低功耗(單管0.03-0.06瓦)，電光功率轉(zhuǎn)換接近30%。一般來(lái)說(shuō)LED的工作電壓是2-3.6V，工作電流是0.02-0.03A;這就是說(shuō)，它消耗的電能不超過(guò)0.1W，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能近80%。三、使用壽命長(zhǎng)：有人稱LED光源為長(zhǎng)壽燈。它為固體冷光源，環(huán)氧樹(shù)脂封裝，燈體內(nèi)也沒(méi)有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合拢褂脡勖蛇_(dá)6萬(wàn)到10萬(wàn)小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng)10倍以上。四、高亮度、低熱量：LED使用冷發(fā)光技術(shù)，發(fā)熱量比普通照明

7、燈具低很多。五、環(huán)保：LED是由無(wú)毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會(huì)造成污染，同時(shí)LED也可以回收再利用。光譜中沒(méi)有紫外線和紅外線，既沒(méi)有熱量，也沒(méi)有輻射，眩光小，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源六、堅(jiān)固耐用：LED被完全封裝在環(huán)氧樹(shù)脂里面，比燈泡和熒光燈管都堅(jiān)固。燈體內(nèi)也沒(méi)有松動(dòng)的部分，使得LED不易損壞。將LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及T5三基色熒光燈進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示：普通白熾燈的光效為12lm/W，壽命小于2000小時(shí)，螺旋節(jié)能燈 的光效為60lm/W，壽命小于8000小時(shí)，T5熒光燈則為96lm/W，壽命大約為10000小時(shí)，而直徑為5毫米的白光LED光效理論上可以超過(guò)

8、150lm/W，壽命可大于100000小時(shí)。（電世界）·發(fā)光二極管（LED）的應(yīng)用：一、 交流電源指示燈：該電路只要連接220V/50Hz的交流供電線路，LED就會(huì)被點(diǎn)亮，指示電源接通。限流電阻R的阻值為220V/IF。二、 交流開(kāi)關(guān)指示燈：用LED作白熾燈開(kāi)關(guān)指示燈的電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)燈泡熄滅時(shí)，電流經(jīng)R、LED 和燈泡EL形成回路，LED亮，方便人們?cè)诤诎抵姓业介_(kāi)關(guān)。此時(shí)曲于回路中的電流很小，燈泡是不會(huì)亮的。當(dāng)接通開(kāi)關(guān)時(shí)，燈泡被點(diǎn)亮，而LED則熄滅。三、 交流電源插座指示燈：用雙色(共陰極) LED作交流電源插座指示燈的電路。插座的供電由開(kāi)關(guān)S控制。當(dāng)紅光LED亮?xí)r，插座無(wú)電;當(dāng)綠

9、光LED亮?xí)r，插座有電。四、 保險(xiǎn)管座指示燈：LED用作工廠設(shè)備配電箱保險(xiǎn)管座指示燈的電路。當(dāng)保險(xiǎn)管完好時(shí)，LED不亮;當(dāng)保險(xiǎn)管熔斷時(shí)，LED會(huì)被點(diǎn)亮，以指示用戶是哪一個(gè)熔斷器已被燒斷，以便更換。這對(duì)于用肉眼無(wú)法觀察好壞的瓷芯式熔斷器來(lái)說(shuō)是非常方便的。五、LED廣告招牌燈六、LED單色或者彩色顯示屏： 一般單色顯示屏用于顯示單行漢字，彩色顯示屏用于戶外大屏幕電視。七、LED路燈八、LED汽車信號(hào)燈和LED電動(dòng)車照明燈·發(fā)光二極管（LED）的發(fā)展前景： 據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境計(jì)劃署報(bào)告，2010年照明用電占全球總電力需求的15%。IHS估計(jì)，全球照明市場(chǎng)年 度總收入接近1萬(wàn)億美元。電價(jià)的上漲、對(duì)

10、氣候變化的關(guān)注和渴望能源獨(dú)立是造成全球照明市場(chǎng)轉(zhuǎn)向高效節(jié)能光源的主因。根據(jù)最近的一份美國(guó)能源部(DOE)的 報(bào)告，2010年美國(guó)照明消耗電量占總用電量的約18%，報(bào)告中還提到，到2025年，依靠固態(tài)照明(SSL)技術(shù)可每年節(jié)省電量217兆瓦小時(shí) (terawatt-hours， TWh)，約為現(xiàn)在美國(guó)照明用電量的三分之一，相當(dāng)于節(jié)約能源約2.5萬(wàn)億英熱單位，這大約等于2025年美國(guó)風(fēng)力發(fā)電的總和，或2025年12個(gè)太陽(yáng)能發(fā) 電站的總和。按照電價(jià)0.1美元一度電計(jì)算，相當(dāng)于每年可節(jié)省2170億美元，相當(dāng)于2000萬(wàn)個(gè)美國(guó)家庭每年照明用電。這一假設(shè)是基于實(shí)現(xiàn)高效的SSL 顯著技術(shù)進(jìn)步以及廣泛的市場(chǎng)

11、應(yīng)用。這表明，SSL提供顯著減少能源消耗的機(jī)會(huì)，從而提高美國(guó)國(guó)內(nèi)能源安全和減少溫室氣體排放。研究預(yù)測(cè)表明全球商用LED的銷售額一直到2019年都呈急劇增加趨勢(shì)，而從2019年至2021年有輕微減少，但有些產(chǎn)品顯著下降，如線性熒光燈類(包 括T5、T8、T12)，緊湊型熒光燈電燈(CFL)和高強(qiáng)度放電(HID)燈。從這個(gè)模型看到2021年全球照明收入減少，預(yù)計(jì)是由于SSL產(chǎn)品成本的 下降，而不是銷售單位放緩。然而，隨著越來(lái)越多的長(zhǎng)壽命LED燈售出，我們可以預(yù)期在更久的未來(lái)，替換型燈泡的銷售量會(huì)持續(xù)下跌，而擁有附加功能的SSL 產(chǎn)品，如可控性、色彩調(diào)整以及智能無(wú)線，將有可能為L(zhǎng)ED照明產(chǎn)品增加附加

12、值，并在未來(lái)進(jìn)一步增加LED的收入。（美國(guó)DOE新報(bào)告看全球LED發(fā)展）·總結(jié)： 隨著時(shí)代的進(jìn)步，越來(lái)越多的新型能源和新型設(shè)施進(jìn)入了人們的生活。幾百年前愛(ài)迪生發(fā)明的電燈，但是在幾百年后的今天，古老的白熾燈因?yàn)榘l(fā)光效率低、耗電量大、使用壽命短等原因已經(jīng)不能滿足人們的需要，正因如此，高亮環(huán)保的發(fā)光二極管（LED）燈出現(xiàn)了。發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱為p-n結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)，電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線。發(fā)光二極管（LED）經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程，生產(chǎn)技術(shù)也趨于成熟，漸漸走進(jìn)的人們的日常生活，具有可