led是英文light emitting diode（發光二極體）的縮寫，是一種半導體固體發光器件。利用固體半導體晶元作為發光材料，在半導體中通重載流子發生復合放出過剩的能量而引起光子發射，直接發出紅、橙、黃、綠、青、藍、紫和白色的光。led產品就是利用led作為光源製造出來的高科技產品。
led是英文light emitting diode的縮寫，即：光線激發二極體，屬於一種半導體元器件。發光二極體的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶元，在p型半導體和n型半導體之間有乙個過渡層，稱為p-n結。
在某些半導體材料的pn結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多餘的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。pn結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理製作的二極體叫發光二極體，通稱led。
當它處於正向工作狀態時(即兩端加上正向電壓)，電流從led陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關
le led的發光原理
實際上led，就是發光二極體（light emitting diode）。基本結構為一塊電致發光的半導體模組，封裝在環氧樹脂中，通過針腳作為正負電極並起到支撐作用。主要由pn結晶元、電極和光學系統組成。
其發光過程包括三部分：正向偏壓下的載流子注入、復合輻射和光能傳輸。微小的半導體晶元被封裝在潔淨的環氧樹脂物中，當電子經過該晶元時，帶負電的電子移動到帶正電的空穴區域並與之復合，電子和空穴消失的同時產生光子。
電子和空穴之間的能量（帶隙）越大，產生的光子的能量就越高。光子的能量反過來與光的顏色對應，可見光的頻譜範圍內，藍色光、紫色光攜帶的能量最多，桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由於不同的材料具有不同的帶隙，從而能夠發出不同顏色的光。
led照明光源的主流將是高亮度的白光led。目前，已商品化的白光led多是二波長，即以藍光單晶元加上yag黃色螢光粉混合產生白光。未來較被看好的是三波長白光led，即以無機紫外光晶元加紅、藍、綠三顏色螢光粉混合產生白光，它將取代螢光燈、緊湊型節能螢光燈泡及led背光源等市場。
led是怎樣發光的
如上圖，led和我們常用的白熾燈鎢絲發光與節能燈三基色粉發光的原理，而是採用了電場發光。led的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶元。在p型半導體和n型半導體之間得過渡層，便是我們常說的p-n結。
pn結
當ｐ型半導體和ｎ型半導體結合時，由於交介面處存在的載流子濃度差，於是電子和空穴都會從高濃度區域向低濃度區域擴散。我們知道，電子與空穴都是帶電的，其擴散的結果就導致了ｐ區和ｎ區原來的電中性被破壞。這樣，ｐ區一側失去空穴剩下不能移動的負離子，ｎ區一側失去電子而留下不能移動的正離子。
這些不能移動的帶電粒子就是空間電荷。在空間電荷集中在ｐ區和ｎ區交介面附近，形成了一很薄的空間電荷區，就是p-n結 。
在p區一側為負電荷，n區為正電荷，於是空間電荷區，便出現了由n到p的電場。這個電場是載流子擴散運動形成的，而不是外加電壓形成的，這便是內電場。由於內電場的存在，使得p-n結處於動態平衡狀態。
當我們給p-n結乙個正向電壓，便改變了p-n結的動態平衡。注入的少數載流子（少子）與多數載流子（多子）復合時，便將多餘的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。如果給pn結加反向電壓，少數載流子（少子）難以注入，故不發光。
正嚮導通
正嚮導通反向截止
利用注入式電發光原理製作的二極體就是我們常說得發光二極體，即led。在led得兩端加上正向電壓，電流從led陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線。調節電流，便可以調節光的強度。
可以通過改變電流可以變色，這樣可以通過調整材料的能帶結構和帶隙，便可以多色發光。
二極體是由乙個pn結構成的，它的主要特性就是單向導電性，通常主要用它的伏安特性來表示。
二極體的伏安特性是指流過二極體的電流id與加於二極體兩端的電壓ud之間的關係或曲線。用逐點測量的方法測繪出來或用電晶體圖示儀顯示出來的u～i曲線，稱二極體的伏安特性曲線。圖z0111 是二極體的伏安特性曲線示意圖，依此為例說明其特性。
一、正向特性
由圖可以看出，當所加的正向電壓為零時，電流為零；當正向電壓較小時，由於外電場遠不足以克服pn結內電場對多數載流子擴散運動所造成的阻力，故正向電流很小（幾乎為零），二極體呈現出較大的電阻。這段曲線稱為死區。
當正向電壓公升高到一定值uγ（uth ）以後內電場被顯著減弱，正向電流才有明顯增加。uγ 被稱為門限電壓或閥電壓。uγ視二極體材料和溫度的不同而不同，常溫下，矽管一般為0.
5v左右，鍺管為0.1v左右。在實際應用中，常把正向特性較直部分延長交於橫軸的一點，定為門限電壓uγ的值，如圖中虛線與u軸的交點。
當正向電壓大於uγ以後，正向電流隨正向電壓幾乎線性增長。把正向電流隨正向電壓線性增長時所對應的正向電壓，稱為二極體的導通電壓，用uf來表示。通常，矽管的導通電壓約為0.
6～0.8v （一般取為0.7v），鍺管的導通電壓約為0.
1～0.3v （一般取為0.2v）。
二、反向特性
當二極體兩端外加反向電壓時，pn結內電場進一步增強，使擴散更難進行。這時只有少數載流子在反向電壓作用下的漂移運動形成微弱的反向電流ir。反向電流很小，且幾乎不隨反向電壓的增大而增大（在一定的範圍內），如圖z0111中所示。
但反向電流是溫度的函式，將隨溫度的變化而變化。常溫下，小功率矽管的反向電流在na數量級，鍺管的反向電流在μa數量級。
三、反向擊穿特性
當反向電壓增大到一定數值ubr時，反向電流劇增，這種現象稱為二極體的擊穿，ubr（或用vb表示）稱為擊穿電壓，ubr視不同二極體而定，普通二極體一般在幾十伏以上且矽管較鍺管為高。
擊穿特性的特點是，雖然反向電流劇增，但二極體的端電壓卻變化很小，這一特點成為製作穩壓二極體的依據。
led光源的基本特徵主要包括以下五點：
１、發光效率高
led經過幾十年的技術改良，其發光效率有了較大的提公升。白熾燈、滷鎢燈光效為12-24流明／瓦，螢光燈50～70流明／瓦，鈉燈90～140流明／瓦，大部分的耗電變成熱量損耗。led光效經改良後將達到達50～200流明／瓦，而且其光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發出有色可見光。
目前，世界各國均加緊提高led光效方面的研究，在不遠的將來其發光效率將有更大的提高。
２、耗電量少
led單管功率0.03～0.06瓦，採用直流驅動，單管驅動電壓1.
5～3.5伏，電流15～18毫安，反應速度快，可在高頻操作。同樣照明效果的情況下，耗電量是白熾燈泡的八分之一，螢光燈管的二分之
一、日本估計，如採用光效比螢光燈還要高兩倍的led替代日本一半的白熾燈和螢光燈。每年可節約相當於60億公升**。就橋梁護欄燈例，同樣效果的一支日光燈40多瓦，而採用led每支的功率只有8瓦，而且可以七彩變化。
３、使用壽命長
採用電子光場輻射發光，燈絲發光易燒、熱沉積、光衰減等缺點。而採用led燈體積小、重量輕，環氧樹脂封裝，可承受高強度機械衝擊和震動，不易破碎。平均壽命達10萬小時。
led燈具使用壽命可達5～10年，可以大大降低燈具的維護費用，避免經常換燈之苦。
４、安全可靠性強
發熱量低，無熱輻射，冷光源，可以安全抵摸：能精確控制光型及發光角度，光色柔和，無眩光；不含汞、鈉元素等可能危害健康的物質。內建微處理系統可以控制發光強度，調整發光方式，實現光與藝術結合。
５、有利於環保
led為全固體發光體，耐震、耐衝擊不易破碎，廢棄物可**，沒有汙染。光源體積小，可以隨意組合，易開發成輕便薄短小型照明產品，也便於安裝和維護。
當然，節能是我們考慮使用led光源的最主要原因，也許led光源要比傳統光源昂貴，但是用一年時間的節能收回光源的投資，從而獲得4～9年中每年幾倍的節能淨收益期。
led的缺點
* 散熱問題，如果散熱不佳會大幅縮短壽命。
* 低端led燈的省電性還是低於節能燈（冷陰極管，ccfl）。
* 初期購買成本較高。
* 因led光源方向性很強，燈具設計需要考慮led特殊光學特性。
d被稱為***照明光源或綠色光源，具有節能、環保、壽命長、體積小等特點，可以廣泛應用於各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。近年來，世界上各個國家圍繞led的研究和應用展開了激烈的技術競賽。美國從2023年起投資5億美元實施「國家半導體照明計畫」，歐盟也在2023年7月宣布啟動類似的計畫。
中國在「863」計畫的支援下，2023年6月份首次提出發展半導體照明計畫。
* 發光(能量轉換)效率高 – 也即較省電，比傳統燈泡高。
led的歷史
最早應用半導體p-n結發光原理製成的led光源問世於20世紀60年代初。當時所用的材料是gaasp，發紅光（λp=650nm），在驅動電流為20毫安時，光通量只有千分之幾個流明，相應的發光效率約0.1流明/瓦。
70年代中期，引入元素in和n，使led產生綠光（λp=555nm），黃光（λp=590nm）和橙光（λp=610nm），光效也提高到1流明/瓦。
到了80年代初，出現了gaalas的led光源，使得紅色led的光效達到10流明/瓦。
90年代初，發紅光、黃光的gaalinp和發綠、藍光的gainn兩種新材料的開發成功，使led的光效得到大幅度的提高。在2023年，前者做成的led在紅、橙區（λp=615nm）的光效達到100流明/瓦，而後者製成的led在綠色區域（λp=530nm）的光效可以達到50流明/瓦。
LED的結構及發光原理
led是英文light emitting diode 發光二極體 的縮寫，它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置於乙個有引線的架子上，然後四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，所以led的抗震效能好。發光二極體的核心部分是由 p型半導體和n型半導體組成的晶元，在p型半導體和n型半導體之間有...
LED結構發光原理光源特點及應用
一 led的結構及發光原理 50年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識，第乙個商用二極體產生於1960年。led是英文light emitting diode 發光二極體 的縮寫，它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置於乙個有引線的架子上，然後四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，...
LED的結構及發光原理rad3C614tmp
led的結構及發光原理 50 年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識，第乙個商用二極體產生於 1960年。led是英文light emitting diode 發光二極體 的縮寫，它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置於乙個有引線的架子上，然後四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，...