第三章心得體會38
第一章緒論
1.1引言——led的概述
led（light emitting diode），中文含義是發光二極體，是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件，可以直接把電轉化為光，具有體積小、耗電量低、使用壽命長、亮度高、熱量低、環保、耐用等特點。主要應用於各種室內、戶外顯示屏，汽車內部的儀表板、剎車燈、尾燈，電子手錶，手機等。
led產業鏈主要包括4個部分：led外延片、led晶元製造、led器件封裝和產品應用，此外，還包括相關配套產業。
一般來說，外延屬於led產業鏈的上游，晶元屬於中游，封裝和應用屬於下游。上游屬於資本、技術密集型的領域，而中游和下游的進入門檻則相對較低
led 製作材料通常為砷、磷、鎵等ⅲ - ⅴ族元素，製作過程包括上游的晶圓製作、磊晶成長，中游的擴散製程、金屬蒸鍍、晶粒製作，以及下游的產品封裝及應用市場等。目前，國內市場主要是下游產品封裝與應用，欠缺的是上游核心技術，這也是正等待我們去研究、努力攻克的課題。
1.2 gan led的介紹及其發展前景．
所謂led，就是發光二極體，顧名思義發光二極體是一種可以將電能轉化為光能的電子器件，具有二極體的特性。基本結構為一塊電致發光的半導體模組（如圖1.1），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。
led的心臟是乙個半導體的晶元（如圖1.2），晶元的一端附在乙個支架上，一端是負極，另一端連線電源的正極，使整個晶元被環氧樹脂封裝起來。半導體晶元由兩部分組成，一部分是p型半導體，在它裡面空穴佔主導地位，另一端是n型半導體，在這邊主要是電子。
但這兩種半導體連線起來的時候，它們之間就形成乙個「p-n結」。當電流通過導線作用於這個晶元的時候，電子就會被推向p區，在p區里電子跟空穴復合，然後就會以光子的形式發出能量，這就是led發光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成p-n結的材料決定的。
此外，發光二極體的結構主要由pn結晶元，電極和光學系統組成。
圖1.1 led構造圖圖1.2 貼片led
1．led的發展
近年來，世界上一些經濟發達國家圍繞led的研製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「彩虹計畫」。我國科技部在「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但是，由於投入在技術和推廣上的成本居高不下，使得令萬千消費者翹首以待的led照明產品一直可望而不可及，遲遲未能揭開其神秘的貴族面紗！
經過近幾年的發展，led的成本已有所下降，慢慢進入日常生活中。
隨著全球led市場需求的進一步加大，未來我國led產業發展面臨巨大機遇。然而，目前led核心技術和專利基本被國外壟斷，國內企業在"快樂"中"痛苦"前行。
2023年，北京奧運會開幕式上，神奇的「畫卷」彩屏出自中國金立翔科技****；
2023年，國慶60周年閱兵式，天安門廣場上的巨幅彩屏出自中國利亞德電子科技****；
2023年，上海世博會開幕式上，1萬平公尺的半導體發光二極體（light emitting diode，簡稱led）大螢幕出自中國銳拓顯示技術****……
作為目前全球最受矚目的新一代光源，led因其高亮度、低熱量、長壽命、無毒、可**再利用等優點，被稱為是21世紀最有發展前景的綠色照明光源。我國的led產業起步於20世紀70年代，經過近40年的發展，現已形成上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚州和石家莊7個國家半導體照明工程產業化基地，產品廣泛應用於景觀照明和普通照明領域，我國已成為世界第一大照明電器生產國和第二大照明電器出口國。
2.led的優勢：
1.壽命非常長
2.led元件的體積非常小
3.led的發出的光線能量集中度很高
4.led響應時間非常快
5.led的發光指向性非常強
6.led使用低壓直流電即可驅動
7.能夠較好地控制發光光譜組成
8.可以通過控制半導體發光層半導體發光層半導體材料的禁止帶幅
9.顯色性高
1.2.3 led的發光原理：
在pn結的兩端加上正向偏置電壓後，空穴和自由電子相互移動形成內電場。隨後新注入的空穴和自由電子再重新復合，復合的同時以光子的形式釋放多餘的能量，這個能量就是led發出的光（如圖1.3）。
發光二極體 led (light emitting diode) 是利通過智慧型控制時發光絢麗多彩。用二極體內電子與空隙結合過程中能量轉換產生光的輸出。led可以發出多種色光，可以通過智慧型控制時發光絢麗多彩。
圖 1. 3 led發光原理
led是由ⅲ-ⅳ族化合物，如gaas（砷化鎵）、gap（磷化鎵）、gaasp（磷砷化鎵）等半導體製成的，其核心是pn結。因此它具有一般p-n結的i-n特性，即正嚮導通，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發光特性。
在正向電壓下，電子由n區注入p區，空穴由p區注入n區。進入對方區域的少數載流子（少子）一部分與多數載流子（多子）復合而發光。
led的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。
實際上led，就是發光二極體（light emitting diode）。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。
pn結（1）pn結的形成動畫演示
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(如圖1.4)。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（如圖1.5）。
圖1.4
圖1.5
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。
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。
(2)pn結最重要的特性：具有單向導電性動畫演示
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。
(1).電引數
幾種光所對應的順向電壓如圖1.6所示：
圖1.6 幾種光所對應的正向電壓
if 正向電流：
正向工作電流if：它是指發光二極體正常發光時的正向電流值。在實際使用中應根據需要選擇if在0.
6·ifs以下。以正常的壽命討論，通常標準 if 值設為 20 － 30ma ，瞬間（20ms）可增至100ma ；if 值增大：壽命縮短、vf 值增大、波長偏低、溫度上公升、亮度增大、角度不變。
vf：正向工作電壓：
正向工作電壓指正向電流流過led材料上所產生的電壓值。
vz：反向電壓：
反向電壓指逆向電流流過led材料上所產生的電壓值。
ir反向擊穿電流：
ir 是反映二極體的反向特性， ir 值太大說明 p/n 結特性不好，很快快被擊穿； ir 值太小或為說明二極體的反向很好；通常 ir 值較大時 vr 值相對會小， ir 值較小時 vr 值相對會大；r 的大小與晶元本身和封裝製程均有關係，製程主要體現在銀膠過多或側面沾膠，雙線材料焊線時焊偏，靜電亦會造成反向擊穿，使 ir 增大。
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驅動器拓撲結構的選擇
發光二極體 hb led 在每封裝流明輸出和光效 efficacy 單位為流明 瓦或 lm w 方面的效能快速提公升。商用的 1 w led 已提供有冷色溫 led 色溫 5000k 的每封裝流明輸出超過 100 流明,光效達 100 lm w 而相同功率等級的暖色溫白光 led 色溫 3000 至...
荷載對凱威特K8型球面網殼結構動力特性影響
摘要 本文建立了凱威特8型單層球面網殼固定鉸支座模型和帶柱支承結構模型。在三維 作用下，考察屋面荷載對40m跨度網殼結構動力特性變化的影響。p315文獻標識碼 a 文章編號 網殼結構由於造型美觀 受力合理等優點在我國得到了廣泛的應用，建築界已給與高度關注 1 2 隨著結構的發展，新型的網殼結構的支承...