半導體發光二極體燈是利用半導體二極體的原理做成的燈，可以把電能轉化成光能；常簡寫為LED。其特點是：電源供電電壓在6-24V之間，消耗能量較同光效的白熾燈減少80% ，價格比較昂貴。
基本介紹
- 中文名：半導體發光二極體燈
- 特點：適合於易變的環境
- 發明時間：1960年
- 適用範圍：家庭,公共場所,娛樂場所等
發光原理,LED光源的特點,
發光原理
半導體發光二極體燈是利用半導體二極體的原理做成的燈，可以把電能轉化成光能；常簡寫為LED。發光二極體與普通二極體一樣是由一個PN結組成，也具有單嚮導電性。當給發光二極體加上正向電壓後，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴複合，產生自發輻射的螢光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴複合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極體。
發光二極體的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R可用下式計算：
R=（E－UF）/IF
式中E為電源電壓，UF為LED的正向壓降，IF為LED的一般工作電流。發光二極體的兩根引線中較長的一根為正極，應按電源正極。有的發光二極體的兩根引線一樣長，但管殼上有一凸起的小舌，靠近小舌的引線是正極。
與小白熾燈泡和氖燈相比，發光二極體的特點是：工作電壓很低（有的僅一點幾伏）；工作電流很小（有的僅零點幾毫安即可發光）；抗衝擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調製通過的電流強弱可以方便地調製發光的強弱。由於有這些特點，發光二極體在一些光電控制設備中用作光源，在許多電子設備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀，用7條條狀的發光管組成7段式半導體數碼管，每個數碼管可顯示0～9十個數目字。
50年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識，第一個商用二極體產生於1960年。LED是英文light emitting diode（發光二極體）的縮寫，它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置於一個有引線的架子上，然後四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。
發光二極體的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，在P型半導體和N型半導體之間有一個過渡層，稱為PN結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子複合時會把多餘的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理製作的二極體叫發光二極體，通稱LED。 當它處於正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。
LED光源的特點
1. 電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據產品不同而異，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用於公共場所。
2. 效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80%
3. 適用性：很小，每個單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以製備成各種形狀的器件，並且適合於易變的環境
4. 穩定性：10萬小時，光衰為初始的50%
5. 回響時間：其白熾燈的回響時間為毫秒級，LED燈的回響時間為納秒級
6. 對環境污染：無有害金屬汞
7. 顏色：改變電流可以變色，發光二極體方便地通過化學修飾方法，調整材料的能帶結構和帶隙，實現紅黃綠蘭橙多色發光。如小電流時為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變為橙色，黃色，最後為綠色
8. 價格：LED的價格比較昂貴，較之於白熾燈，幾隻LED的價格就可以與一隻白熾燈的價格相當，而通常每組信號燈需由上300～500隻二極體構成。
