请问发光二极管怎样使用?
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发布时间：2022-04-27 00:04
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时间：2022-06-20 20:45
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时间：2022-06-20 20:46
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发光二极管的简介
发光二极管灯是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的*电光源，是极具发展前途的新光源。
发光二极管又称LED，它是英文Llight Emitting Diode的缩写。它是一种场致发光电光源。它的基本结构是半导体二极管(晶片)，其PN结中有大量载流子。工作时(两端加上正向电压)，在电场作用下，PN结中的少数载流子与多数载流子复合，把多余的能量以光的形式释放出来，发出可见光（当然也辐射紫外线和红外线）。由此可见LED是直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率较高。
LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关。
在发光材料方面，最早的LED(1962年问世)使用的是Ge(锗)二极管。这种早期的发光二极管光效低(约每瓦0.1流明)，光通量小，发光颜色单调(只有红色)。随后研发了GaAsP(磷砷化镓)二极管，光效有所提高。1968年，LED的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使GaAsP二极管的效率达到了每瓦1流明，并且能够发出红光、橙光和*光。1971年，业界又推出了具有相同效率的GaP(磷化镓)绿色LED。80年代早期，又开发出了AlGaAs(砷镓化铝)LED，它能以每瓦10流明的发光效率发出红光。
近十几年来，随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，LED制造工艺的不断进步和新材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发和应用，各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展。1993年，开发出来的以蓝宝石为衬底的GaN(氮化镓)LED就是典型代表，它能发出绿光、蓝光和紫罗兰光。
多色LED的出现大大开拓了LED 的应用范围,尤其是蓝光LED的出现更诱发了白色LED的问世,使LED进入照明领域。
首先，绿色LED和蓝色LED的发明使彩色和真彩色广告显示屏的实现成为可能，这样的显示屏能够显示彩色或真彩视频图像。因为，把红色和绿色的LED放在一起作为一个像素制作的显示屏就是彩色显示屏(又叫双基色显示屏或伪彩色显示屏)；把红色、绿色和蓝色三种LED放在一起作为一个像素制作的显示屏就是真彩色显示屏(又叫三基色显示屏)。
其次，我们知道，所谓白光是多种颜色混合而成的光。人类眼睛所见的白色光至少须两种光混合，比如蓝色光+*光或蓝色光+绿色光+红色光。蓝光LED的出现使人们能够利用倒行转换的磷光材料将较高能量的蓝光部分地转换成其它颜色。将蓝光与转换磷的黄光整合在一起就能得到白光（1996年日本Nichia公司成功开发出白色LED），而整合适当数量的蓝光与红橙磷(reddish orange phospher)则可以产生略带桃色或紫色的色彩。现在仅用LED光源就能完全覆盖CIE色度曲线中的所有饱和颜色，并且各种颜色LED与磷的有机整合几乎能够毫无*地产生任何颜色。至今，LED在色度方面已实现了可见光波段的所有颜色，其中最重要的是超高亮度白光 LED的出现，使LED进入高效率照明光源领域成为可能。
在工艺方面，磷材料的开发与磷掺杂工艺的改进、高传导率的金属块用作基底、倒装芯片设计和裸盘浇铸式引线框等，这些方法都有效地提高LED的光效和光通量。在1991年至2001年这十年期间，随着材料技术、裸片尺寸和外形方面的进一步发展，商用LED的发光效率提高了近1000倍，光通量提高了将近20倍。今天，最亮的材料是透明基底AlInGaP（砷镓铟化铝）四元素超亮LED。其光通量已达数十流明。
LED具有其他电光源不能比拟的特点：
（1）．使用低电压直流电源供电，安全方便。驱动电压1.5～3.0伏。特别适宜直流供电灯具（如手电筒、应急灯、头灯）和无交流电源地区使用。也比其他使用高压电源的光源更安全。
（2）．高效节能，耗电量小。LED经过几十年的技术改良，其发光效率有了较大的提升。能量较同光效的白炽灯减少80％，与节能荧光灯相当（ 白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明/瓦，荧光 灯50～70流明/瓦，LED光效经改良后将达到达50～200流明/瓦）。单管功率0.03～0.06瓦，工作电压1.5V-3.0V，工作电流15～18毫安。它的低电压，小电流的特点很适合用太阳能供电。
（3）．体积极小。LED芯片是3-5mm的正方形，高度小于1mm。特别适用作手机、笔记本电脑的背光源。更可以任意组合或编织成带状光源，特别适用作玩具、礼品和各种装饰。
（4）．光衰极小、寿命极长。光衰为初始值的50％时的寿命高达10万小时。
（5）．响应时间极短。白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级。
（6）．可程序控制。由于LED响应时间极短（纳秒级），最容易受微机、VCD、DVD等驱动程序控制，组合出追逐、累加、放射、扩散、跳跃、转动等艺术效果,适用于各种室内外显示屏，用以作广告或视像演播、数码幻彩播映。
（7）. 可实现绿色照明。LED无热辐射，可以安全触摸，不会灼伤。能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光，不会损伤眼睛，令人赏心悦目。无有害金属汞、钠等元素，对环境无污染。如果加置微处理系统还可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术的结合。加之它适合用太阳能供电，是理想的绿色照明光源。
（8）．容易改变颜色。如小电流时为红色的LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色，*，最后为绿色。
（9）. 结构牢固。外壳用环氧树脂封装，耐冲击、耐震动、耐水淋、耐潮湿、耐暴晒、耐灰尘、坚固耐用、不易破碎，加之寿命超长，可长期免维护,用于大厦室外装饰和水下照明可大大降低灯具的维护费用，避免经常换灯之苦和减少高空和水下作业事故。
长期以来，由于LED光效低的原因，其应用主要用作指示或讯号。现在，随着LED光效和光通亮的提高以及颜色的增加，加上LED具有上述其他电光源不能比拟的优点，LED已广泛应用于指示灯、信号灯、移动照明灯具和直流电源灯具、背光源、显示屏、数码幻彩、景观照明、护栏照明、广场照明、庭院照明、投光照明、水下照明和装饰等领域，在我们的日常生活中处处可见，而且效果优异卓绝。这里，我们仅以用LED智能灯具做的装饰广告和用霓虹灯做的装饰广告作一比较（如下表），已见一斑。
1.经济性:LED灯具寿命长达10年。霓虹灯寿命仅2年。
2.广告可视度:LED灯具有效可视距离:1.5Km~2Km,单方向光源的特性带来极好的视觉效果。霓虹灯有效可视距离:0.8Km~1Km散射效应光源的特性带来低效的视觉效果。
3.视像效果:LED灯具响应时间极短，可播放视像画面。霓虹灯响应时间较长，不能播放视像画面，只能播放变换较慢的其它画面。
4.耐久性:LED灯具抗外部冲击,不因温度变化而影响亮度。霓虹灯用玻璃材质,容易破碎,气体发光原理导致低温度环境下的照明效率降低。
5.安全性:LED灯具防水、防漏电、防火灾，低压电源无触电危险,不受室外天气影响。霓虹灯高电压大电流工作，容易造成漏电、火灾、触电危险,破损时容易引起火灾。
6.安装施工:LED灯具结构轻便强韧，不怕震动,可随意弯曲施工。霓虹灯弯曲、连接等施工需要专门的机械设备和加热设备。
7.维修保养:LED灯具可用水洗来保持清洁,不需要更换零件,可带电检测维护,短时间内可完成维护。霓虹灯线路复杂，维护时间长(霓虹灯制作更换需要时间),一般清洁维护也困难,维护费用昂贵。
LED在照明领域的应用备受关注。特别在全球能源短缺的情况下，LED在照明市场的前景更备受全球瞩目，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源 时代。LED很可能成为取代白炽灯、卤钨灯和节能荧光灯最具潜力的*新光源。曾经有人指出，高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡后，最伟大的发明之一。但是，目前LED在照明普及应用方面仍存在一些技术性问题：
一是光通量有待进一步提高。采用LED作为照明光源，必须可以发出更多的光，必须具有更高的能量效率。
二是LED发出的光与自然光仍有一定的差距。白炽灯具有非常强的*光的成分，给人一种温暖的感觉。 而白光LED发出的白光带有蓝色光的成分，在这种光的照明下，人们的视觉不很自然。
三是价格较高。这是影响 LED照明普及的主要原因。但是，近年来出于晶片技术的改良，制造成本正在急剧下降，近三年来LED的价格下降了近50％，它正朝着高效率、低成本的方向发展，这为LED在照明领域的 应用提供了有利条件。
基于上述技术问题，目前LED主要还是应用于前面讲过的各种室外灯饰应用领域，在室内灯饰方面应用尚未普及。
热心网友
时间：2022-06-20 20:47
这个说不清楚的。
应该是正和正
参考资料：中学生科技网 http://www.zxskj.com
