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什么是LED,LED具备那些特点?

如上图,便是LED。所谓LED,就是发光二极管(light emitting diode)。基本结构为一块电致发光的半导体模块,封装在环氧树脂中,通过针脚作为正负电极并起到支撑作用。那么LED有什么特点呢?我们逐一说明。
LED的使用寿命为10W小时,LED光衰为初始的50%,远高于普通灯泡的2000-8000小时的使用寿命。这样的超常的使用寿命,对于我们DIY来说,简直是一劳永逸,直到电脑淘汰,LED也不会发生问题。
LED具备了如此优秀的特性,那么LED是怎样发光的呢,这里我们来进行一点简单的说明。

如上图,LED和我们常用的白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而是采用了电场发光。LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的芯片。在P型半导体和N型半导体之间得过渡层,便是我们常说的P-N结。 小知识:PN结。

当P型半导体和N型半导体结合时,由于交界面处存在的载流子浓度差,于是电子和空穴都会从高浓度区域向低浓度区域扩散。我们知道,电子与空穴都是带电的,其扩散的结果就导致了P区和N区原来的电中性被破坏。这样,P区一侧失去空穴剩下不能移动的负离子,N区一侧失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子就是空间电荷。在空间电荷集中在P区和N区交界面附近,形成了一很薄的空间电荷区,就是P-N结 。那么P-N结有什么特点呢,我们来看

如上图,在P区一侧为负电荷,N区为正电荷,于是空间电荷区,便出现了由N到P的电场。这个电场是载流子扩散运动形成的,而不是外加电压形成的,这便是内电场。由于内电场的存在,使得P-N结处于动态平衡状态。
当我们给P-N结一个正向电压,便改变了P-N结的动态平衡。注入的少数载流子(少子)与多数载流子(多子)复合时,便将多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。如果给PN结加反向电压,少数载流子(少子)难以注入,故不发光。

利用注入式电发光原理制作的二极管就是我们常说得发光二极管,即LED。在LED得两端加上正向电压,电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线。调节电流,便可以调节光的强度。
可以通过改变电流可以变色,这样可以通过调整材料的能带结构和带隙,便可以多色发光。
如下表:

如下图:

LED除了颜色上的区别外,在我们机箱亮化改造中,还常接触到其他两类发光二极管:LD和UV LED。
LD(Laser Diode)半导体激光二极管,和LED类似,也是一个PN结,也是利用外电源向PN结注入电子来发光的。半导体激光器的结构通常由P层、N层和形成双异质结的有源层构成。体积小,耦合效率高,响应速度快。

LD,光线比较集中,、质量轻、寿命长、结构简单而坚固,机箱内亚克力灯管多采用。LD光线效果如下图:


还有一类就是UV LED,UV(Ultraviolet Rays)即紫外光线,从LED原理中我们知道,LED是在半导体P-N结处流过正向电流时,能以高的转换效率辐射出200-1550m范围包括紫外、红外和可见光谱。紫外线是肉眼看不见的,是可见紫色光以外的一段电磁辐射,波长在10到400nm的范围.通常按其性质的不同又细为几下几段:
●真空紫外线(Vacuum UV), 波长为10--200nm
●短波紫外线(UV-C),波长为200--290nm
●中波紫外线(UV-B),波长为290--320nm
●长波紫外线(UV-A),波长为320--400nm
●可见光(Visible light),波长为400--760nm
我们常见的机箱装饰产品中用的UV LED,一般使用的是长波UV光,即使UV-A。

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