5050燈帶!F3燈珠的發(fā)光原理及3mm燈珠光源種類

　　F3燈珠發(fā)光原理：

　　要了解F3燈珠的發(fā)光原理，首先要了解半導(dǎo)體的基本知識(shí)。半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性質(zhì)介于導(dǎo)體和絕緣體材料之間，它的獨(dú)特之處在于：當(dāng)半導(dǎo)體受到外界光和熱條件的刺激時(shí)，它的導(dǎo)電能力會(huì)發(fā)生顯著的變化;在純凈的半導(dǎo)體中加入微量的雜質(zhì)，其導(dǎo)電能力也會(huì)顯著的增加。在近代電子學(xué)中用得最多的半導(dǎo)體就是硅(Si)和鍺(Ge)，它們的最外層電子都是4個(gè)，在硅或者鍺原子組成晶體時(shí)相鄰的原子相互影響，使外側(cè)電子變成兩個(gè)原子共有的，這就形成了晶體中的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，這是一種約束能力很小的分子結(jié)構(gòu)。在室溫(300K)情況下，由于受到熱激發(fā)就會(huì)使一些最外層電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵束縛變成自由電子，這個(gè)過(guò)程叫做本征激發(fā)。在電子擺脫束縛成為自由電子后，共價(jià)鍵中會(huì)留下一個(gè)空位，這個(gè)空位稱為空穴，空穴的出現(xiàn)是半導(dǎo)體區(qū)別于導(dǎo)體的一個(gè)重要特征。F3燈珠 2.jpg

　　在本征半導(dǎo)體中加入少量的五價(jià)元素雜質(zhì)如磷等，它在與其他半導(dǎo)體原子結(jié)成共價(jià)鍵以后會(huì)有一個(gè)多余的電子，這個(gè)多余的電子只需要非常小的能量就能擺脫束縛成為自由電子，這類雜質(zhì)半導(dǎo)體被稱為電子半導(dǎo)體(N型半導(dǎo)體)。而在本征半導(dǎo)體中加入少量的三價(jià)元素雜質(zhì)(如硼等)，因?yàn)樗鈱又挥腥齻€(gè)電子，在與周圍的半導(dǎo)體原子組成共價(jià)鍵以后會(huì)在晶體中產(chǎn)生一個(gè)空位，這類雜質(zhì)半導(dǎo)體被稱為空穴半導(dǎo)體(P型半導(dǎo)體)。在N型和P型半導(dǎo)體結(jié)合后，在它們的交界處就會(huì)出現(xiàn)自由電子和空穴的濃度差別，于是電子和空穴都要向濃度低的地方擴(kuò)散，留下了一些帶電卻不能移動(dòng)的離子，從而破壞了N區(qū)和P區(qū)原來(lái)的電中性。這些不能移動(dòng)的帶電粒子通常被稱為空間電荷，它們集中在N區(qū)和P區(qū)交界面附近形成了一個(gè)很薄的空間電荷區(qū)，這就是我們所說(shuō)的PN結(jié)。

　　在PN結(jié)的兩端加上正向偏置電壓(P型的一邊加正電壓)后，空穴和自由電子就會(huì)相互移動(dòng)，形成一個(gè)內(nèi)電場(chǎng)。隨后新注入的空穴和自由電子再重新復(fù)合，復(fù)合的同時(shí)有時(shí)會(huì)以光子的形式釋放多余能量，這就是我們所見(jiàn)到的LED發(fā)出的光。這樣的光譜范圍是比較窄的，由于每種材料的禁帶寬度不相同，所以釋放出的光子波長(zhǎng)也不同，所以LED發(fā)光的顏色由所使用的基本材料決定.。

　　光源的種類：

　　1.多芯片白光LED光源，將紅、綠、藍(lán)三色LED芯片封裝在一起，將它們發(fā)出的光混合在一起，也可以得到白光。這種類型的白光LED光源，稱為多芯片白光LED光源。與熒光粉轉(zhuǎn)換白光LED相比，這種類型LED的好處是避免了熒光粉在光轉(zhuǎn)換過(guò)程中的能量損耗，可以得到較高的光效;而且可以分開(kāi)控制不同光色LED的光強(qiáng)，達(dá)到全彩變色效果，并可通過(guò)LED的波長(zhǎng)和強(qiáng)度的選擇得到較好的顯色性。此方法弊端在于，不同光色的LED芯片的半導(dǎo)體材質(zhì)相差很大，量子效率不同，光色隨驅(qū)動(dòng)電流和溫度變化不一致，隨時(shí)間的衰減速度也不同。為了保持顏色的穩(wěn)定性，需要對(duì)3種顏色的LED分別加反饋電路進(jìn)行補(bǔ)償和調(diào)節(jié)，這就使得電路過(guò)于復(fù)雜。另外，散熱也是困擾多芯片白光LED光源的主要問(wèn)題。

　　2.三基色熒光粉轉(zhuǎn)換，在較高效率前提下有效提升LED的顯色性。得到三基色白光LED的最常用辦法是，利用紫外光LED激發(fā)一組可被輻射有效的三基色熒光粉。這種類型的白光LED具有高顯色性，光色和色溫可調(diào)，使用高轉(zhuǎn)換效率的熒光粉可以提高LED的光效。不過(guò)，紫外LED+三基色熒光粉的方法還存在一定的缺陷，比如熒光粉在轉(zhuǎn)換紫外輻射時(shí)效率較低;粉體混合較為困難;封裝材料在紫外光照射下容易老化，壽命較短等。

　　3.二基色熒光粉轉(zhuǎn)換，二基色白光LED是利用藍(lán)光LED芯片和YAG熒光粉制成的。一般使用的藍(lán)光芯片是InGaN芯片，另外也可以使用A1InGaN芯片。藍(lán)光芯片LED配YAG熒光粉方法的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，而且YAG熒光粉在熒光燈中應(yīng)用了許多年，工藝比較成熟。其缺點(diǎn)是，藍(lán)光LED效率不夠高，到使LED效率較低;熒光粉自身存在能量損耗;熒光粉與封裝材料隨著時(shí)間老化，導(dǎo)致色溫漂移和壽命縮短等。

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