大功率白光LEDppt课件.ppt

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1、大功率白光LED物理0802班朱少奇刘勇曲国良张焱韦远志万小波纲要大功率白光LED简介与发展前景白光LED发光机理LED外延材料简介LED芯片设计大功率LED散热设计大功率照明LED发展现状及应用前景(1)节能，光效迅速提高：到现在，产品的实用光效可达70～90lm／W，据报导，美国实验室数据达160lm／W，而用还有增加的趋势，预期在未来3～5年，实用光效达剑150～200lm／W是可能的，到那时有可能成为最高效的光源。（09年文献数据）(2)起动性能好，快捷可靠，只有毫秒级的响应时间，能达到全光通输出

2、。(3)调光方便，可控性强。(4)耐震动，耐气候性良好，寿命长。(5)不含汞，环保性能优。(6)LED在一定光束角内定向辐射，用于射灯、筒灯等灯具时，有利于提高下射光通比。(7)用于景观、装饰、广告、信号等场合，有多种彩色光LED，加上良好的启动和调光性能，容易实现数字化控制，以达到多彩、动态变化，在商业性、娱乐性场所极具渲染性。(8)体积小，质量轻，无紫外辐射和红外辐射。应用：夜景照明，汽车市场，交通灯市场，专用普通照明，安全照明，特种照明，专用照明灯等。LED照明的优势商用的LED灯泡采用螺杆式底座设

3、计，可以直接用来替换传统的白炽灯泡，不需要改变现有灯头和线路；根据卡口尺寸和灯泡大小划分为E26和E17型，4W的LED灯泡可替换25W白炽灯泡，6W的LED灯泡可替换40W白炽灯泡。美国、日本等国家和台湾地区对LED照明效益进行了预测，美国55％的白炽灯及55％的日光灯若被LED照明取代，每年可节省350亿美元电费，减少7.5亿吨二氧化碳排放量。日本100％的白炽灯替换成LED（日本已经禁止使用白炽灯），每年可节省10亿公升以上的原油消耗。台湾地区100％的白炽灯及25％的日光灯被白光LED取代，每年可

4、节省110亿度电。随着白炽灯在各国的相继禁用，荧光灯对白炽灯的替代、LED照明对白炽灯和荧光灯的替代将会是同步进行的。我认为，LED灯具替代传统灯具将首先在商业和工业领域开始，得到良好的示范作用后，再逐步普及至家用照明领域。白光LED照明增长的驱动力相当简单：就是较低的能耗导致低得多的电费。LED照明前景LED发光原理：LED发光二极管不但具有一般PN结的电学特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。LED加正向电压后，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域

5、的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光，如右图所示。就能源源不断地从相对的方向将大量的多数空穴载流子与大量的多数电子载流子分别注入PN结，大量的空穴．电子载流子在PN结中复合时会把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。这种利用注入载流子的电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当电流从LED阳极(P区)流向阴极(N区)时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的颜色与LED的晶体材料种类有关，光的强弱与电流强度有关。无机半导体材料LED及颜色铝砷化镓（

6、AlGaAs)红色及红外线碳化硅（SiC）（衬底）蓝色铝磷化镓（AlGaP)绿色硅（Si）（衬底）蓝色（开发中）磷化铟镓铝（AlGaInP)高亮橘红色、橙色、黄色、绿色蓝宝石（Al2O3）（衬底）蓝色磷砷化镓（GaAsP)红色、橘红色、黄色硒化锌（ZnSe）蓝色磷化镓（GaP）红色、黄色、绿色钻石（C）（衬底）紫外线氮化镓（GaN）绿色、翠绿色、蓝色氮化铝（AlN）、铝氮化镓（AlGaN）远、近紫外线铟氮化镓（InGaN）近紫外线、蓝绿色、蓝色白光LED的获取方式：1、多芯片组合方式，即光色混合成白光LE

7、D2、单一芯片荧光转换的白光3、单一芯片非荧光转换的白光LED4、量子阱白光LED第3种：利用ZnSe产生白光的技术，在ZnSe单晶基板上形成CdZnSe薄膜，通电后使薄膜发出蓝光，同时部分蓝光照射到基板上而发出黄光，最后蓝光黄光混合后形成白光。优点：操作电压2.7V，低于GaN的3.5V缺点：发光效率仅8lm/W，寿命只有8000h多芯片白光LED：光色混合型白光LED是指多芯片（n≥2）组合复合成的白光LED器件。优点：能量损耗少、发光效率高；显色性便于调节和改善，可以获得高显色指数缺点：设计复杂、电

8、路控制困难、成本较高荧光体转换白光LED：将一半块半导体芯片与荧光体组合，通过荧光体将芯片发出的短波长的光，部分或全部地转换为可见光，最后复合成白光。通常缩写为pc-LED（phosphor-converedLED）三种获取pc-LED的方法：1、采用发射蓝光的LED作为激发光源，匹配一种产生黄光发射的荧光体。剩余蓝光+黄光复合成白光2、采用发射蓝光的LED作为激发光源，匹配能同时发出绿光和红光的发光材料，或是分别发绿光和红光