LED（LightEmittingDiode），发光二极管，是一种固态的半导体器材，它能够直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端衔接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里边空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体衔接起来的时分，它们之间就构成一个P-N结。当电流经过导线效果于这个晶片的时分，电子就会被面向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的方式宣布能量，这便是LED发光的原理。而光的波长也便是光的色彩，是由构成P-N结的资料决议的。

　　50年前人们现已了解半导体资料可发生光线的根本知识，榜首个商用二极管发生于1960年。LED是英文lightemittingdiode（发光二极管）的缩写，它的根本结构是一块电致发光的半导体资料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，也即固体封装,所以能起到保护内部芯线的效果，所以LED的抗震功能好。

　　发光二极管的中心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体资料的PN结中，注入的少量载流子与大都载流子复合时会把剩余的能量以光的方式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少量载流子难以注入，故不发光。这种运用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向作业情况时（即两头加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就宣布从紫外到红外不同色彩的光线，光的强弱与电流有关。

　　开始LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛运用，发生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的赤色交通信号灯为例，在美国本来是选用长寿命，低光效的140瓦白炽灯作为光源，它发生2000流明的白光。经赤色滤光片后，光丢失90%，只剩下200流明的红光。而在新规划的灯中，Lumileds公司选用了18个赤色LED光源，包括电路丢失在内，共耗电14瓦，即可发生相同的光效。轿车信号灯也是LED光源运用的重要范畴。

　　关于一般照明而言，人们更需求白色的光源。1998年白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。GaN芯片发蓝光（p=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激起后宣布黄色光射，峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，掩盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。LED基片宣布的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉宣布的黄光混合，能够得到得白光。现在，关于InGaN/YAG白色LED，经过改动YAG荧光粉的化学组成和调理荧光粉层的厚度，能够获得色温3500-10000K的各色白光。这种经过蓝光LED得到白光的办法，结构简略、本钱低价、技能成熟度高，因而运用最多。

　　上个世纪60年代，科技作业者运用半导体PN结发光的原理，研发成了LED发光二极管。其时研发的LED，所用的资料是GaASP，其发光色彩为赤色。经过近30年的开展，现在我们十分了解的LED，已能宣布红、橙、黄、绿、蓝等多种色光。但是照明需用的白色光LED仅在近年才开展起来，这儿向读者介绍有关照明用白光LED。

　　1．可见光的光谱和LED白光的联系。众所周之，可见光光谱的波长规模为380nm～760nm，是人眼可感受到的七色光红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，但这七种色彩的光都各自是一种单色光。例如LED发的红光的峰值波长为565nm。在可见光的光谱中是没有白色光的，由于白光不是单色光，而是由多种单色光组成的复合光，正如太阳光是由七种单色光组成的白色光，而彩色电视机中的白色光也是由三基色红、绿、蓝组成。由此可见，要使LED宣布白光，它的光谱特性应包括整个可见的光谱规模。但要制作这种功能的LED，在现在的工艺条件下是不或许的。依据人们对可见光的研讨，人眼睛所能见的白光，至少需两种光的混合，即二波长发光（蓝色光＋黄色光）或三波长发光（蓝色光＋绿色光＋赤色光）的形式。上述两种形式的白光，都需求蓝色光，所以吸取蓝色光已成为制作白光的关键技能，即当时各大LED制作公司追逐的“蓝光技能”。现在国际上把握“蓝光技能”的厂商仅有少量几家，比方日本的日亚化学,日本的丰田组成,美国的CREE,德国的欧司朗等,所以白光LED的推行运用，尤其是高亮度白光LED在我国的推行还有一个进程。

　　2．白光LED的工艺结构和白色光源。关于一般照明，在工艺结构上，白光LED一般选用两种办法构成，榜首种是运用“蓝光技能”与荧光粉合作构成白光；第二种是多种单色光混合办法。这两种办法都已能成功发生白光器材。榜首种办法发生白光的体系如图1所示，图中LEDGaM芯片发蓝光（p＝465nm），它和YAG（钇铝石榴石）荧光粉封装在一起，当荧光粉受蓝光激起后宣布黄色光，成果，蓝光和黄光混合构成白光（构成LED的结构如图2所示）。第二种办法选用不同色光的芯片封装在一起，经过各色光混合而发生白光。

　　3．白光LED照明新光源的运用远景。为了阐明白光LED的特色，先看看现在所用的照明灯光源的情况。白炽灯和卤钨灯，其光效为12～24流明／瓦；荧光灯和HID灯的光效为50～120流明／瓦。对白光LED：在1998年，白光LED的光效只要5流明／瓦，到了1999年已到达15流明／瓦，这一目标与一般家用白炽灯附近，而在2000年时，白光LED的光效已达25流明／瓦，这一目标与卤钨灯附近。有公司猜测，到2005年，LED的光效可达50流明／瓦，到2015年时，LED的光效可望到达150～200流明／瓦。那时的白光LED的作业电流便可达安培级。由此可见开发白光LED作家用照明光源，将成或许的实际。

　　一般照明用的白炽灯和卤钨灯虽价格便宜，但光效低（灯的热效应白白耗电），寿命短，保护作业量大，但若用白光LED作照明，不只光效高，并且寿命长（接连作业时间10000小时以上），简直无需保护。现在，德国Hella公司运用白光LED开发了飞机阅览灯；澳大利亚首都堪培拉的一条大街已用了白光LED作路灯照明；我国的城市交通管理灯也正用白光LED替代前期的交通秩序指示灯。能够预见不久的将来，白光LED定会进入家庭替代现有的照明灯。

　　LED光源具有运用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、呼应时间短、对环境无污染、多色发光等的长处，尽管价格较现有照明器材贵重，仍被认为是它将不可避免地现有照明器材。

　　LED耗电十分低，一般来说LED的作业电压是2-3.6V。作业电流是0.02-0.03A。这便是说：它耗费的电不超越0.1W。

　　LED是被彻底的封装在环氧树脂里边，它比灯泡和荧光灯管都巩固。灯体内也没有松动的部分，这些特色使得LED能够说是不易损坏的。

　　按发光管发光色彩分，可分红赤色、橙色、绿色（又细分黄绿、规范绿和纯绿）、蓝光等。别的，有的发光二极管中包括二种或三种色彩的芯片。

　　依据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色仍是无色，上述各种色彩的发光二极管还可分红有色通明、无色通明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。

　　（1）高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5～20或更小，具有很高的指向性，可作部分照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测体系。

　　（3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为45～90或更大，散射剂的量较大。

　　按发光强度和作业电流分有一般亮度的LED（发光强度100mcd）；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的作业电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的作业电流在2mA以下（亮度与一般发光管相同）。