LED发光二极体原理.ppt

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1、內容:1.簡介 2.基本原理 3.光電特性,簡介,Light Emitting Diode,簡稱 LED 中文譯:發光二極體(台灣地區)發光二極管(大陸地區),包含可見光(Visible)與不可見光(Invisible)屬於光電半導體的一類 在結構上包括P極(P-Type)與N極(N-Type),LED的五大物料與五大製程,LED示意圖,晶片的結構(I)四大結構:P型層,N型層,基層(Substrate)與電極,電極分上電極及下電極 材料部份有Al及Au 依P型層及N型層的位置,分為兩種:P型層在上,則為P-type N型層在上,則為N-type 基層一般為GaAs,GaP,等,晶片的結構(I

2、I)一般基層(Substrate)的材料,如GaAs,有吸收光之特性,稱為AS type,將造成發光效率變差,解決此問題的方法,目前有兩種:,磨除基層 更換基層為 TS type,SRDRUR,晶片的製程,晶片的材料及其發光顏色,LED發光效率的演化,週期表 LED晶片的元素為III-V族化合半導體,基本原理,材料的排列模式:Si,原子內各層的穩定電子數:2,8,8,.個,矽的外層電子 數為4個電子,N-type的排列模式:Si+As,在Si的排列中放入As,則將多出一個電子,在結構上是為帶負電(Negative),故定義為N-type.,P-type的排列模式:Si+B,在Si的排列中放入B

3、,在結構上將少一個電子,可視為帶正電(Positive)的空域,稱為電洞(hole),定義為P-type.,工作原理,LED的符號,P層與N層之接合狀況,LED之通電狀況,順向電壓,逆向電壓,P極接正電,N極接負電,則LED發光;反之,則不發光,順向電壓(VF)v.s.順向電流(IF)逆向電壓(VR)v.s.逆向電流(IR),LED適用於電流操作,而非電壓 VR或IR的量測方法 VR=5V時,IR=10uA IR=10uA時,VR=5V,光電特性,lm:Lumencd:Candela,Sr:表立體角,在測試距離100mm時為0.01,視感度,人眼對555nm波長光(綠色)的感度最佳,隨之比它波

4、長越短或越長,則感度越差,此種人眼感度特性,稱為視感度 W與lm的關係即在視感度 v(lm)=K Vd 為波長的Power(W)p與d的關係亦在視感度,0,p,d及,p Peak Wavelength峰值波長主要是量測設備針對每一波長量測光強度後所得的最高強度的波長 d Dominant Wavelength主要是量測設備針對每一波長量測光強度*視感度係數後所得的最高強度的波長 半頻寬值 為最高強度50%時的寬度,Iv v.s.IF,Iv 與IF 成正比,IFP v.s.Duty cycle,21/2 Viewing Angle,LED為指向性元件 表示發光強度50%時的角度 Flux相同的兩顆LED,21/2愈大則Iv愈小,環境溫度(Ta)對LED的影響,Ta vs.IF,Ta vs.IV,Ta vs.VF,Ta vs.P,