发光二极管的特性分析

蔡旺

摘 要：鉴于发光二极管的特性，在多个领域中都得到了广泛的应用，让人们的生活变得更加丰富多彩。本文主要针对发光二极管的发光原理与特性进行分析。

关键词：发光二极管；发光原理；特性

发光二极管具有低、小、轻、长、快、好的优点，这里所提到的低就是指所产生的电压低、具有极好的耐冲击，同时具备极强的稳定性，其生产成本低廉，而小就是指功耗和体积都比较小，便于日常的使用和安装，轻就是指发光二极管的重量较轻，长是指发光二极管的使用周期比较长，快是反应速度快，好是单色性能好，由于它的这些特点，因此它的应用范围较为广泛。

一、发光二极管的发光原理介绍

发光二极管采用了注入式发光原理，其关键核心就是pn结，属于一种固体形态的半导体元器件，能够有效的将电能转化为光能，是一种半导体晶片，以支架为载体，这种半导体晶片分别接入正负极，通过树脂将整个晶片进行包裹。

发光二极管内的半导体晶片可以划分为P型半导体和N型半导体两部分，其中在P型半导体中占据主要位置的就是内部的空穴，而在N型半导体中大部分为电子。在这两种半导体的共同作用下，形成了“P-N结”。当二极管有电流经过时，N型半导体内的电子就会被向P区推动，电子就会和P区内的空穴进行结合，随后光子就会产生能量，这就是二极管发光的原理。发光二极管所产生的不同颜色是由于光的波长与制作P-N结材料的不同而产生的。发光二极管可以产生众多的颜色，人们可以根据日常的使用需求进行选择，适用于室内装饰、城市夜景、信号灯、液晶信息显示等领域的应用。

发光二极管发热英文缩减为LED，主要是由含有氮、砷和磷等多种化合物所制造而成。通過多种化合物的共同作用所制作而成的发光二极管通常在仪器中被用作指示灯，可以发出五颜六色的光，人们利用先进的技术制作出照明产品，LED灯所采用的就是冷发光技术，具有高亮度性和低发热性，都是有无毒材料制作而成，不会造成污染，还可以再回收利用，无辐射，不产生紫外线和红外线，安全方便，是绿色光源产品，还可以用三基色原理，变换为成千上万种颜色变化，再利用先进的科学技术，实现人们对各种颜色的选择需求，它具有正向伏安特性、光谱特性和光强角分布等特性。

二、发光二极管特性研究

发光二极管具有正向伏安的特性。即将正向偏置电压通过二极管时，在最开始阶段刚开始，电流在电压的影响下较慢，电压逐渐增大直至导通电压时，在二极管内就会有正向电流通过，此时的电流就会急速增加致使二极管导通，这时电压变化不大，而电流变化大。加反向偏置电压时二极管不能导通，但也不是一点也没有电流通过，而是反向电流比较小罢了，电流过大的话，就会使二极管内的pn结极易造成损害，所以从中可以看出二极管属于正向导通，反向截止，大电流击穿，简单来说就是二极管具有单向导电性能。

光谱特性。有理论分析得出，发光二极管中的禁带宽度与之相对应的电压值和阈值电压具有不相等性，禁带宽度是半导体材料中空穴跟电子吸收和释放的能量，阈值电压是电子流过pn结需要的能量与杂质浓度有密切关系。可见光的光谱波长在380nm-760nm中，所以我们只能感受到赤、橙、绿、青、黄、蓝、紫这七中单色光，因为白光不是单色光，所以广众没有白色光。而是多色复合而成的光，好比太阳光是由这七种单色光混合而成的白色光，彩电中也是由三基色红、绿、蓝合成的白色光。显而易见，要想使LED发出白光，也要用这七色光合成。根据我们对可见光的探索，我们所看到的白光，不少于两种光的合成，蓝光和黄光或蓝光、绿光、红光合成。它们都有蓝色光，因此摄取蓝色光已成关键，也就是目前的“蓝光技术”。

光强角分布特性。有视角与半值角为参数，半值角影响光强角分布情况，半值角小于20度，指向性很高，可用作局部照明，不小于20度且不大于45度的角可作于指示灯，半值角大于45度的散射性好，由此可见半值角大小不同用途也不同，我们可以利用这一点来制作我们所需要的各种灯具。

根据发光二极管上述的三种特性，我们可以应用于各种领域，指向性很好的高强度发光二极管可用于局部小范围照明，比如小台灯、手电筒、头灯等，其电压低，功率小，用干电池就可以供电了，一般用多个并联使用，使用寿命长。通过电路设计，我们还可以连接到220v的交流电中使用，由此可见，假如把我们室内的日关灯，夜间的路灯，霓虹灯，还有交通指挥灯等都改为发光二极管灯，那么每年节约很多能源，利国利民，前景广阔。

三、结语

现在科学技术飞速发展，近年来，人们发明了一种全新发光二极管被叫做有机发光二极管。有机发光二极管克服了液晶的不足之处，成为各种电子产品的材料，被普遍应用，由于有机发光电子材料特殊性质，已被列为令人瞩目的有机电子学、塑料电子学范畴，成为人们进一步研究的课题。

参考文献：

[1] 卢经文，袁文，李德怀，莫小明，周宇璐，欧阳义芳.基于无机p型NiO缓冲层的钙钛矿发光二极管发光特性研究[J].广西科学，2016（05）.

[2] 张小英，王元樟，庄芹芹.在发光二极管表面制备单层聚苯乙烯球的方法[J].厦门理工学院学报，2016（05）.

[3] 程思拓.发光二极管的特点及其应用分析[J].信息化建设，2015（11）.

[4] 朱长文，丛丽娜.发光二极管的工作原理及在组合仪表上的应用[J].汽车电器，2014（02）.