关于半导体发光二极管LED照明技术的应用分析

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  摘 要:发光二极管(LED)因有着功能强大、节省能源、使用周期长、注重生态保护等特征而被普及使用于屋内外照明。笔者重点阐释了发光二极管(LED)的原理、特征、运用以及市场开发潜力。
  关键词:半导体;发光;二极管;照明科技;研究
  2010年,上海因世界博览会的成功举办被世界各国人士铭记。在上海世界博览会开展阶段,光辉烂漫的夜晚景色是一大特色。这项光荣而艰巨的夜景展示,采用了节约能源、保护生态、绚丽多姿的LED发光二极管。通过调查与研究,整届世界博览会使用了10.3亿粒LED芯片。夜晚景色照明整体设计的负责人指出,LED发光二极管让世界博览会被照亮。本文中将对LED发光二极管的特征以及在具体生活中的运用进行阐述。
  一、LED的概念
  LED即指发光二极管,是一类半导体发光元件。其将固体半导体芯片当成发光原料,基础结构是一种发光的半导体原料,被堆放在装备引线的支持架上,周围使用环氧树脂封存,从而保护内芯不受损伤。
  发光二极管的核心元件是P型半导体与N型半导体构成的晶片,一侧的P型半导体中空穴是核心部件;另一侧的N型半导体通常是电子。在其中存在一类过渡层,叫作P-N结。当正向电流流经电线对晶片形成影响后,电子会被移动到P区域,在P区域内,电子与空穴重合,之后通过光子散发电能,这就是众所周知的LED二极管的原理。
  二、半导体发光二极管的特征
  LED是半导体部件透过PN结完成光电互换,其具备以下特征:
  1.稳定,节约能源,保护生态
  发光二极管正向作业电压不大,通常是1.5~3.0伏,作业电流是5~150毫安,所以作业没有太大的风险。伴随科技的日新月异,其逐渐取代了传统的照明设备。当前,LED的光效已攀升到40lm/W,比日光灯高,比荧光灯稍微要小。目前运用的日光灯在运转阶段,会消耗大量的热能,对环境气温的敏感度较强;而荧光灯中有对身体健康有负面影响的汞。而LED照明是节能的、环保的,因此没有这方面的缺陷。
  2.使用周期长,反应迅速
  通常情况下,日光灯的使用周期大概是1000小时,荧光灯的使用周期是10000小时,LED的使用周期是2万~10万小时。通过对比,孰优孰劣一目了然。此外,LED发光反应迅速,其反应速率能够用纳秒来计算,荧光灯则通常是以毫秒来计算。
  三、LED在各行业的运用
  1.LED在屏显行业的运用
  为了让LED应用更为便利,通常将LED排序为矩阵或笔段,设置为达标尺寸的LED模块;或将2根或10数根LED封装为1根LED集束管。其被当作一类象素,通过将LED模块或集束管依照具体尺寸需求排序为矩阵,并配套专业的屏显电路、直流稳压设备、软件、框架等,就完成了一部LED屏显的安装。
  2.LED在背光源行业的运用
  LED以计算机、移动设备等小尺寸液晶面板背光源領域完成了普及,利用手机界面、按钮、闪光灯中的LED来照明变得极为普遍。伴随科学技术的进步,移动设备的售价会降低,而一款移动设备平均要使用若干的表贴类LED,这表明移动设备市场需求量庞大。所以,LED在移动设备领域的运用效果一目了然。
  另外,在笔记本背光源行业,LED也逐步替代了冷阴极管背光源,成为占据市场份额最多的产品。据可靠消息,通过检测,使用LED取代传统的冷阴极荧光设备,新的笔记本相较于以往的笔记本能够节约电能接近50%,并且不存在对人身体有危害、对生态造成破坏的重金属汞,而LED背光源商品的售价和CCFI背光模块基本持平,是时下最流行的照明设备。
  四、结束语
  综上所述,LED是一类新照明设备,近年来取得了一定的营销成绩。当然,其在运用层面依然有着技术缺陷,比如光通量不佳,散发的光与天然光依然有区别等。然而,这也无法否定LED照明科技革命带来的影响。
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  作者简介:赵新丽(1982— ),女,山西定襄人,本科,讲师,研究方向:控制工程。
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