發光二極體，是一種固態的半導體器件，能直接高效率地把電轉化為光，又簡稱為led（light emitting diode）。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結的特性，即正嚮導通，反向截止、擊穿特性等。
led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2023年。
發光二極體
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。
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。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。
常用的是發紅光、綠光或黃光的二極體。
led引數
普通發光二極體的正向飽和壓降為1.6v-2.1v, 正向工作電流為5-20ma。
1．極限引數的意義
（1）允許功耗pm:允許加於led兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值，led發熱、損壞。
（2）最大正向直流電流ifm：允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極體。
（3）最大反向電壓vrm：所允許加的最大反向電壓。超過此值，發光二極體可能被擊穿損壞。
（4）工作環境topm:發光二極體可正常工作的環境溫度範圍。低於或高於此溫度範圍，發光二極體將不能正常工作，效率大大降低。
2．電引數的意義
(1)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·ifm以下。
(2)正向工作電壓vf：參數列中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在if=20ma時測得的。
發光二極體正向工作電壓vf在1.4～3v。在外界溫度公升高時，vf將下降。
(3)v-i特性：發光二極體的電壓與電流的關係。在正向電壓正小於某一值（叫閾值）時，電流極小，不發光。
當電壓超過某一值後，正向電流隨電壓迅速增加，發光。由v-i曲線可以得出發光管的正向電壓，反向電流及反向電壓等引數。正向的發光管反向漏電流ir<10μa以下。
led分類
1、 按發光管發光顏色分
按發光管發光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色（又細分黃綠、標準綠和純綠）、藍光等。另外，有的發光二極體中包含二種或三種顏色的晶元。
根據發光二極體出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發光二極體還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種型別。散射型發光二極體和達於做指示燈用。
2． 按發光管出光面特徵分
按發光管出光面特徵分圓燈、方燈、矩形、面發光管、側向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。
國外通常把φ3mm的發光二極體記作t-1；把φ5mm的記作t-1（3/4）；把φ4.4mm的記作t-1（1/4）。
由半值角大小可以估計圓形發光強度角分布情況。
從發光強度角分布圖來分有三類：
（1）高指向性。一般為尖頭環氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。半值角為5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作區域性照明光源用，或與光檢出器聯用以組成自動檢測系統。
（2）標準型。通常作指示燈用，其半值角為20°～45°。
（3）散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為45°～90°或更大，散射劑的量較大。
3． 按發光二極體的結構分
按發光二極體的結構分有全環氧包封、金屬底座環氧封裝、陶瓷底座環氧封裝及玻璃封裝等結構。
4． 按發光強度和工作電流分
按發光強度和工作電流分有普通亮度的led（發光強度100mcd）；把發光強度在10～100mcd間的叫高亮度發光二極體。一般led的工作電流在十幾ma至幾十ma，而低電流led的工作電流在2ma以下（亮度與普通發光管相同）。
除上述分類方法外，還有按晶元材料分類及按功能分類的方法。
led光源的特點
高節能：節能能源無汙染即為環保。直流驅動，超低功耗（單管0.03-0.06瓦）電光功率轉換接近100%，相同照明效果比傳統光源節能80%以上。
壽命長：led光源有人稱它為長壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，環氧樹脂封裝，燈體內也沒有鬆動的部分，不存在燈絲發光易燒、熱沉積、光衰等缺點，使用壽命可達6萬到10萬小時，比傳統光源壽命長10倍以上。
多變幻：led光源可利用紅、綠、籃三基色原理，在計算機技術控制下使三種顏色具有256級灰度並任意混合，即可產生256×256×256＝16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實現豐富多彩的動態變化效果及各種影象。
利環保：環保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可**，沒有汙染不含汞元素，冷光源，可以安全觸控，屬於典型的綠色照明光源。
高新尖：與傳統光源單調的發光效果相比，led光源是低壓微電子產品，成功融合了計算機技術、網路通訊技術、影象處理技術、嵌入式控制技術等，所以亦是數字資訊化產品，是半導體光電器件「高新尖」技術，具有**程式設計，無限公升級，靈活多變的特點，適合於易變的環境 。
led的歷史
電致發光是在2023年由henry joseph round在一塊碳化矽上觀察到的。但由於所發出的光太過於暗淡和在當時碳化矽實驗上的困難最後也就沒有繼續進行研究了。到了1920後期由德國物理學家伯納德.
古登和robert wichard pohl從摻雜了銅的硫化鋅中得到了磷材料進一步開展了實驗，但最後都是所發出的光太過暗淡而又一次停止了下來。到了2023年，george destriau發表了乙份關於硫化鋅粉發光的報告，最終被廣泛認為是他創造了「電致發光」這個術語。
在2023年英國科學家使用了砷化鎵，從而在2023年初造出了第乙個「現代」的發光二極體，但只可以發出不可見和紅外線紅色光，在2023年末期才製造出第乙個可見光的發光二極體，到了2023年中期磷化鎵本身就被用作為發光體並且很快就發出了乙個很淡的綠光。發光二極體使用雙磷化鎵晶元就要可以黃色光。黃色光發光二極體也大概是在這個時候由俄羅斯人使用碳化矽製造出來。
在20世紀80年代中期使用了鎵鋁砷化磷製造第一代超亮發光二極體，首先是紅色光然後是黃色光最後是綠色光。到了90年代初期使用銦鎵鋁磷製造可發出橙紅光，橙色光，黃色光和綠光的超高亮發光二極體。第乙個藍色光發光二極體也是在2023年是使用了碳化矽製造了出來，到了90年代中期才使用了氮化鎵製造出超亮藍色光發光二極體，隨後很快也使用了氮化銦鎵製造出高強度綠光和藍光發光二極體。
超亮藍光晶元是白光發光二極體的基礎，發光晶元使用螢光磷塗層，這些磷吸收了藍色光並再以白色光發出。最後一直都是使用同樣技術來製造出任何顏色的可見光。由此可知，發光二極體的發展是乙個長而慢的程序，從紅外線光開始。
事實上，現在大多數的發光二極體發出不只是純藍紫色而是紫外線「黑色」光。
led發展前景
當前全球能源短缺的憂慮再度公升高的背景下，節約能源是我們未來面臨的重要的問題，在照明領域，led發光產品的應用正吸引著世人的目光，led作為一種新型的綠色光源產品，必然是未來發展的趨勢，二十一世紀將進入以led為代表的新型照明光源時代。
中國led產業起步於20世紀70年代。經過30多年的發展，中國led產業已初步形成了包括led外延片的生產、led晶元的製備、led晶元的封裝以及led產品應用在內的較為完整的產業鏈。在「國家半導體照明工程」的推動下，形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚州和石家莊七個國家半導體照明工程產業化基地。
長三角、珠三角、閩三角以及北方地區則成為中國led產業發展的聚集地。
目前，中國半導體照明產業發展向好，外延晶元企業的發展尤其迅速、封裝企業規模繼續保持較快增長、照明應用取得較大進展。2023年中國led應用產品產值已超過300億元，已成為led全彩顯示屏、太陽能led、景觀照明等應用產品世界最大的生產和出口國，新興的半導體照明產業正在形成。國內在照明領域已經形成一定特色，其中戶外照明發展最快，已有上百家led路燈企業並建設了幾十條示範道路，但國內在大尺寸lcd背光和汽車前照燈方面仍顯落後。
當前中國半導體產業產業大而不強，核心競爭力仍有待於進一步提公升。對國內企業而言，壯大規模、提高產品質量與技術水平是首要任務，提高未來取得大廠專利授權時的要價能力，或逐步通過研發突破核心專利。
led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。
在國際上，處於led專利主導地位的廠商有nic hia（日亞化學）、toyoda gosei（豐田合成 ）、cree （科銳 ）、phi lipslumileds（飛利浦流明 ）、osram（歐司朗 ）等知名企業。據悉，led應用的相關專利國家中，日本佔全球27.9%，中國僅佔9.
34%。我國專利數量遠遠低於日本、美國，尤其在led產業鏈中上游的外延技術、晶元結構等領域，專利申請數量甚至低於德國、台灣。國外企業對專利的重視還表現在維護上，如日本nic hia曾試圖以專利欲獨佔藍光led市場，用各種手段來維護藍光led市場，並且它曾對所研製成功的gan材料不進行對外銷售，或只限在日本境內**目前。
led行業發展最好的國家分別有日本、美國、德國等，中國台灣也有較好發展，台灣市場份額僅位居於日本，排名世界第二。台灣曾以低價位晶元與低價位產品擊敗日本，迫使日本朝**位晶元與高單價產品發展，並且台灣抓住機遇，結合多年的經驗綜合發展下游封裝、中上游外延片和晶元領域，並不斷擴充套件。。
LED發光二極體
更新時間 2006 9 12 3 15 43 作者 佚名 全網電子 半導體發光器件包括半導體發光二極體 簡稱led 數碼管 符號管 公尺字管及點陣式顯示屏 簡稱矩陣管 等。事實上，數碼管 符號管 公尺字管及矩陣管中的每個發光單元都是乙個發光二極體。一 半導體發光二極體工作原理 特性及應用 一 led...
發光二極體的簡介
它是半導體二極體的一種，可以把電能轉化成光能 常簡寫為led。發光二極體與普通二極體一樣是由乙個pn結組成，也具有單向導電性。當給發光二極體加上正向電壓後，從p區注入到n區的空穴和由n區注入到p區的電子，在pn結附近數微公尺內分別與n區的電子和p區的空穴復合，產生自發輻射的螢光。不同的半導體材料中電...
紅外發光二極體介紹
常用的紅外發光二極體 如se303.ph303 其外形和發光二極體led相似，發出紅外光。管壓降約1.4v，工作電流一般小於20ma。為了適應不同的工作電壓，迴路中常常串有限流電阻。發射紅外線去控制相應的受控裝置時，其控制的距離與發射功率成正比。為了增加紅外線的控制距離，紅外發光二極體工作於脈衝狀態...