什么是發(fā)光二極管

　　LED就是light emitting diode ，發(fā)光二極管的英文縮寫，簡稱LED。

　　LED Light Emitting Diode（發(fā)光二極管）的縮寫。廣泛見于日常生活中，如家用電器的指示燈，汽車后防霧燈等。LED的最顯著特點是使用壽命長，光電轉(zhuǎn)換效能高。

　　在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。

　　LED的發(fā)光顏色和發(fā)光效率與制作LED的材料和工藝有關(guān)，目前廣泛使用的有紅、綠、藍(lán)三種。由于LED工作電壓低（僅1.5-3V），能主動發(fā)光且有一定亮度，亮度又能用電壓（或電流）調(diào)節(jié)，本身又耐沖擊、抗振動、壽命長（10萬小時），所以在大型的顯示設(shè)備中，目前尚無其他的顯示方式與LED顯示方式匹敵。

　　把紅色和綠色的LED放在一起作為一個像素制作的顯示屏叫雙基色屏或偽彩色屏；把紅、綠、藍(lán)三種LED管放在一起作為一個像素的顯示屏叫三基色屏或全彩屏。制作室內(nèi)LED屏的像素尺寸一般是2-10毫米，常常采用把幾種能產(chǎn)生不同基色的LED管芯封裝成一體，室外LED屏的像素尺寸多為12-26毫米，每個像素由若干個各種單色LED組成，常見的成品稱像素筒或像素模塊。

　　LED顯示屏如果想要顯示圖象，則需要構(gòu)成像素的每個LED的發(fā)光亮度都必須能調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)的精細(xì)程度就是顯示屏的灰度等級。灰度等級越高，顯示的圖像就越細(xì)膩，色彩也越豐富，相應(yīng)的顯示控制系統(tǒng)也越復(fù)雜。在當(dāng)前的技術(shù)水平下，256級灰度的圖像，顏色過渡已十分柔和，圖像還原效果比較令人滿意。

　　資料顯示，LED光源比白熾燈節(jié)電87%、比熒光燈節(jié)電50%，而壽命比白熾燈長20~30倍、比熒光燈長10倍。LED光源因具有節(jié)能、環(huán)保、長壽命、安全、響應(yīng)快、體積小、色彩豐富、可控等系列獨特優(yōu)點，被認(rèn)為是節(jié)電降能耗的最佳實現(xiàn)途徑。

　　為什么二極管會發(fā)光

　　光是能量的一種形式，一種可以被原子釋放出來。是由許多有能量和動力但沒質(zhì)量的微小粒子似的小捆組成的。這些粒子被叫做光子，是光的最基本單位。光子是因為電子移動才釋放出來。在原子中，電子在原子的四周圍以軌道形式移動。電子在不同的軌函數(shù)有著不同等的能量。通常來說，有著更大能量的電子以軌道移動遠(yuǎn)離了核子。當(dāng)電子從一個更低的軌道跳到一個更高的軌道，能量水平就增高，反過來，當(dāng)從更高軌函數(shù)跌落到更低的軌函數(shù)里時電子就會釋放能量。能量是以光子形式釋放出來的。更高能量下降釋放更高能量的光子，它的特點在于它的高頻率。

　　自由電子從P型層通過二極管落入空的電子空穴。這包含從傳導(dǎo)帶跌落到一個更低的軌函數(shù)，所以電子就是以光子形式釋放能量。這在任何二極管里都會發(fā)生的，當(dāng)二極管是由某種物質(zhì)組成的時候，你只是可以看見光子。在標(biāo)準(zhǔn)硅二極管的原子，比如說，當(dāng)電子跌落到相對短距離原子是以這樣的方式排列。結(jié)果，由于電子頻率這么低的情況下人的眼睛是無法看得到的。

　　可見光發(fā)光二極管，比如用在數(shù)字顯示式時鐘的，間隙的大小決定了光子的頻率，換句話說就是決定了光的色彩。當(dāng)所有二極管都發(fā)出光時，大多數(shù)都不是很有效的。在普通二極管里，半導(dǎo)體材料本身吸引大量的光能而結(jié)束。發(fā)光二極管是由一個塑性燈泡覆蓋集中燈光在一個特定方向。

　　發(fā)光二極管的優(yōu)點

　　第一個是發(fā)光二極管沒有燈絲會燒壞，所以壽命就更長。此外，發(fā)光二極管的小小塑性燈泡使得發(fā)光二極管更持久耐用。還可以更加容易適合現(xiàn)在的電子電路。傳統(tǒng)白熾燈的發(fā)光過程包含了產(chǎn)生大量熱量。這是完全是浪費能源。除非你把燈當(dāng)做發(fā)熱器用，因為絕大部分有效電流并不是直接產(chǎn)生可見光的。發(fā)光二極管所發(fā)出的熱非常少，相對來說，越多電能直接發(fā)光就是越大程度上減少對電能的需求。

　　直到現(xiàn)在，因為是用先進(jìn)半導(dǎo)體材料制造所以發(fā)光二極管在大多數(shù)照明應(yīng)用上還過于昂貴。半導(dǎo)體器件的價格在過去10年里大幅度地降低，然而，使得發(fā)光二極管在更廣的應(yīng)用下的一個更劃算照明選擇，在不遠(yuǎn)的將來，發(fā)光二極管將會在世界技術(shù)上扮演更加大的角色。