LED燈工作原理和規格參數解讀

電子工程師筆記 發佈 2023-02-04T20:38:36.602534+00:00

LED,發光二極體,是一種固態的半導體器件,它可以直接把電能轉化為光能。半導體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導體,在它裡面空穴占主導地位,另一端是N型半導體,在這邊主要是電子。

目錄:

1.工作原理

2.規格參數解讀


1.LED燈的工作原理

LED,發光二極體,是一種固態的半導體器件,它可以直接把電能轉化為光能。


LED的心臟是一個半導體的晶片,整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導體,在它裡面空穴占主導地位,另一端是N型半導體,在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候,它們之間就形成一個「P-N結」,就相當於一個電場。



當電子過來的時候,會被負極,也就是N極排斥並推向正極,也就是P區,在P區里電子跟空穴複合,然後就會以光子的形式發出能量,這就是LED發光的原理。而光的顏色(光的波長),是由形成P-N結材料決定的。


光是能量的一種形式,一種可以被原子釋放出來。是由許多有能量和動力但沒質量的微小粒子似的小捆組成的。這些粒子被叫做光子,是光的最基本單位。光子是因為電子移動才釋放出來。


2.規格參數解讀

(1)絕對最大額定值(Absolute Maximum Ratings)

注意下峰值導通電壓。



(2)性能特性

性能特性一般包含LED的光通量參數、LED的主波長、LED的額定電壓、LED的色溫參數等,這些參數都要重點關注。


  • 光通量Luminous Flux是描述光源發光總量的大小的,光源的光通量越大,則發出的光線越多,產生的亮度越高,相同功率下效率越高。這個光通量要重點看其對應的測試電流,注意這裡的電流是測試電流而不是最大電流。
  • 主波長是用來表徵LED的顏色的,單位是nm,主要是針對彩色的LED,不同主波長是不同的顏色,如主波長為620-630nm的為紅色,520-540nm的為綠色等。
  • 色溫是表徵白光的顏色的參數,暖色溫2700-3200K,中性色溫4000K-5000K,冷白色溫5600以上。
  • 額定電壓表徵LED在額定電流下的電壓值,一般單顆LED晶片的電壓3-4V,紅色LED的晶片電壓會相對低一點。


(3) 特性曲線(Characteristic Curves)

特性曲線一般包含LED的光譜分布圖、溫度-光通量曲線、電流-光通量曲線、電流-電壓曲線。


重點關注其中的溫度-光通量曲線,電流-光通量曲線和電流-電壓曲線。對於LED的光通量輸出既要看LED的電流條件也要看LED的使用溫度條件



(4) 機械尺寸(Mechanical Dimensions)

機械尺寸有時也叫封裝尺寸,描述的是LED的尺寸大小、正負極性方向位置及標記,主要用於LED的排布應用及LED的PCB板。


較大的焊盤為LED的正極(Anode),從正面看,有三角標記的方向為LED的正極方向。



(5) 其他
LED規格書還包含一些其他內容,如編號規則、焊接指引、包裝條件等。其中焊接指引在LED貼片後的回流焊設置其溫度與時間,要重點參考其回流焊指引Reflow Soldering Guidelines。


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