LED的相關知識
一,LED之一般特性:
(a)使用材料
能產生可見光的半導體材料,大多為較能隙之材料,除具有低電流高光效又可大量生產者列在表(一)
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發光色 材料 λρ (nm) Δλ(nm) |
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紅 GaP:ZnO 700 100
GaAlAs 660 25
GaAsP 660 20
GaAsP:N 630 40
GaAsP:N 610 30
GaAsP:N 590 35
黃 GaP:N 570 35
GaP:N 565 30
綠 GaP 555 25
GaN 525 30
SiC 525 30
GaN 505 30
SiC 505 30
藍 GaN 470 30
SiC 470 30
GaN 430 30
SiC 430 30 |
(b)一般特性如下:
(1)光譜分布狹窄次單色光.
(2)是由電能轉為直接發光做機械損失極少的長壽材料.
(3)低消耗功率.
(4)響應速度快.
(5)耐撞擊性優.
(6)可發展體積小,重量輕,厚度薄的應用產品.
二. 發光強度之溫度特性
LED發光與溫度有關,如果溫度上升,則發光強度會下降,依不同材料也會有些差異,其影響大約每上升一度C下降1%.
三 .發光強度與電流的關係
由於LED材料特性之差異,其發光強度也不同,例如磷化鎵的紅光LED具有低電流通高亮度的效果,其於低電流區具有飽和,也適用於直流低電流的特性.然而其他的材料則因電流大而有較好的發光效果,因此適用於脈衝式驅動.
四.使用注意事項:
球狀LED一般是以環氧樹脂製成,上錫時應注意,尤其當其接腳定位時要注意到引線的應力是否是夠. 環氧樹脂模組或LED於使用時要注意機械衝擊與表面勿受刮傷.
五.在使用之最大額定值表示使用注意事項:
所標示的最大額定值表示使用時該項目絕對不可超過之值,例如LED的驅動電壓,電流均與一般使用二極體一樣,以該最大額定額的70%~80%以下作為驅動工作電壓(或電流).同時也不要使其承受規定的逆向偏壓以作為保護.還有.常週圍溫度上昇後這些最大額定但均應予以適度遞減以策安全.
LED常用名詞說明
英文名稱 簡稱 中文名稱 單位
Forward Voltage Vf 順向電壓 V(伏特)
Reverse Voltage VR 逆向電壓 V(伏特)
Forward Current If 順向電流 mA(m安倍)
Reverse Current IR 逆向電流 μA(μ安倍)
基本計算公式歐姆定律
V(電壓)等於I(電流)乘於R(電阻) 電壓單位伏特V
反之,
I(電流)等於V(電壓)除於R(電阻) 電流單位安倍A
R(電阻)等於V(電壓)除於I(電流) 電阻單位歐姆Ω
英文名稱 簡稱 中文名稱 單位
Luminous Intensity Iv 亮度 mcd(m燭光)
Peak Wavelenght λp 峰值波長 nm(微毫米)
Dominant Wavelenght λd 主要波長 nm(微毫米)
Spectral Line Halfwidth △λ 半波長 nm(微毫米)
View Angel 2θ 角度 °(度)
注:1.MCD是現階段LED行業通用的亮度單位.是指發光體在特定單位立體角內有光通量.CD本意是“燭光”的意思,就是指點一支蠟燭距一尺處測試得到的光強值,有人也叫他“坎德拉”,而MCD 是指毫燭光或毫坎德拉,1CD=1000MCD.
2.MCD值具體的測試方法為:正向電流在20mA時單顆點亮測試LED軸向最亮的光強度(點亮時位置固定).目前弘凱測試LED亮度的設備為臺灣長欣裕業股份有限公司制造的T625/T630專業LED亮度測試儀.
3.為什麼藍光燈的工作電壓笵圍很大(為3.2-4.0),而紅光及黃光的工作電壓笵圍很小(紅燈:2.2-2.6 黃燈:2.0-2.4)
因不同顏色的燈其晶片材質與結構不同,決定了該LED使用電壓的不同,在使用LED時最好用恒定電流來驅動,現行業LED標準工作電流為20mA.但使用電壓不能超過其最大工作電壓.建議在規格書所示的平均電壓下恒流驅動.
4.為什麼同亮度的LED其亮度值不同?
LED的亮度值(IV)是晶片本身材質決定的,如:紅燈的材質其亮度須達到150MCD才與黃燈的90MCD的亮度同樣.
5.LED發光角度的定義:
發光角度是指光強值為軸向強度值一半方向與發光軸向(法向)的夾角.如:弘凱規格書上的2B-01為其產品命名的代碼,2B指芯片等級,01為BOM電腦代碼.
可見光範圍
從370nm到700nm波長
不可見光範圍
從370nm以下與700nm以上的波長
可見光的頻譜排法
從370nm 至700nm
顏色為 370nm紫光 430藍紫光 470藍光 490藍綠光 505綠光 520綠光 525純綠光
555綠光 565綠黃 570黃綠光 580 黃光 590黃光 595琥珀光 606橙光
620橙紅光 632紅光 640紅光 660紅光 700紅光
370以下紫外光
700以上紅外線
六.光的用語解釋：
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中文名稱 |
英文名稱 |
單位 |
說明 |
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光束
(光通量) |
Luminous Flux |
流明Lm |
光源每秒鐘所發出的光量之總和，也就是發光量。 |
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光度 |
Luminous Intensity |
燭光 Cd |
光的強度，在某一特定方向角內所放射光的量。 |
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照度 |
IIluminance x |
勒克斯Lm/m² |
單位面積內所射入光的量，也就是光束除以面積(m²)所得到的值，用來表示某一場所的明亮值。 |
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輝度 |
Luminance |
Nt Cd/m² |
從某一方向所看到物體反射光線的強度。單位面積對某一方向反射的光強度。 |
發光效率：
流明(Lm) 1W的電力所發出光的量
光源效率(Lm/W)=――――――― 其數值越高表示光源的效率越高
耗電量(W)
平均壽命：
指一批燈泡通電點亮至損壞不亮時50%之數量的時數
經濟壽命：
在同時考慮燈泡之損壞以及光束輸出衰減之狀況下,其綜合光束輸出減至一特定比例之時數。
此比例在一般用於是外之光源為70%,用於室內之光源如日光燈則為80%。
產品特性及定義
發光二極體(Light Emitting Diode, LED)是一種具有兩個電極端子，在端子間施加電壓，通入極小的電流，即可發出光亮的光電元件。發光二極體是由III-V族元素化合物製成之半導體元件，其發光現象不是藉加熱或放電發光，而是屬於冷性發光，所元件壽命長可達十萬小時以上、無須暖燈時間(idling time)、反應速度很快(約在10^-9秒)、體積小、適合量產，具高可靠度，容易配合應用上的需要製成極小或陣列式的元件，符合輕薄短小功能強可信度高的產品趨勢，此外，發光二極體的電光轉換效率高，耗電量小，約原白熾燈泡的10%，且無燈絲耐振性佳，所以發光二極體的適用範圍頗廣。
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