LED基礎知識:光色的測量(圖解) (1)

2011-04-24 21:50:30來源:OFweek半導體照明網(wǎng)

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圖1:LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

  1、LED的工作原理
  
  發(fā)光二極管(LED)是一種能把電能轉化為光能的固體器件,它的結構主要由PN結芯片、電極和光學系統(tǒng)等組成。LED的基本的工作原理是一個電光轉換過程,當一個正向偏壓施加于PN結兩端,由于PN結勢壘的降低,P區(qū)的正電荷將向N區(qū)擴散,N區(qū)的電子也向P區(qū)擴散,同時在兩個區(qū)域形成非平衡電荷的積累。由于電流注入產(chǎn)生的少數(shù)載流子是不穩(wěn)定的,對于PN結系統(tǒng),注入到價帶中的非平衡空穴要與導帶中的電子復合,其中多余的能量將以光的形式向外輻射,電子和空穴的能量差越大,產(chǎn)生的光子的能量就越高。能量級差大小不同,產(chǎn)生光的頻率和波長就不同,相應的光的顏色就不同。


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圖2:LED的工作原理

  2、LED的光參數(shù)


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(1)光通量
  
  光通量是光源在單位時間內(nèi)發(fā)出的光量,也即輻射功率(或輻射通量)能夠被人眼視覺系統(tǒng)所感受到的那部分有效當量。光通量的符號為Φ,單位為流明(lm)。根據(jù)光譜輻射通量Φ(λ),由下式可確定光通量。

  式中V(λ)為相對光譜光視效率,Km為輻射的光譜光視效能的最大值,單位為lm/W,1977年由國際計量委員會確定Km值為683lm/W(λm=555nm)。

  (2)光強度
  
  光源在給定方向上的發(fā)光強度是該光源在該方向的立體角元dΩ內(nèi)傳輸?shù)墓馔縟Φ除以該立體角元之商,即:

  發(fā)光強度的單位是坎德拉(cd),1cd=1lm/1sr??臻g各個方向的光強之和就是光通量。
  
 ?。?)光亮度
  
  光源發(fā)光表面上某一點處的亮度是該面元dS在給定方向上的發(fā)光強度除以該面元在垂直于給定方向的平面上的正投影面積之商,即:

  單位為坎德拉每平方米(cd/㎡)。當發(fā)光表面與測量方向垂直時,則cosθ=1。

 ?。?)光照度
  
  表面上一點的照度是入射在包含該點面元上的光通量dΦ除以該面元面積dS之商。即:

    單位為勒克斯(lx),1lx=1lm/㎡。
  
  (5)其它
  
  光譜、色品坐標、主波長和色純度、色溫和相關色溫、顯色性和顯色指數(shù)等。