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灯具带光源是什么意思

灯具带光源是什么意思

2015-12-31 09:10 来源: 未知 点击: 746

    灯具带光源是什么意思,发光二极管发明于20世纪60年代,在随后的数十年中,其基本用途是作为收录机等电子设备的指示灯。这种灯泡具有效率高、寿命长的特点,可连续使用1…

    灯具带光源是什么意思,发光二极管发明于20世纪60年代,在随后的数十年中,其基本用途是作为收录机等电子设备的指示灯。这种灯泡具有效率高、寿命长的特点,可连续使用10万小时,比普通白炽灯泡长100倍。科学家预测,在未来5年,这种灯泡很可能成为下一代照明的主流产品。

  灯具带光源是什么意思
  概述
  发光二极管(LED)灯泡无论在结构上还是在发光原理上,都与传统的白炽灯有着本质的不同。
  发光二极管是由数层很薄的搀杂半导体材料制成,一层带过量的电子,另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”,当有电流通过时,电子和空穴相互结合并释放出能量,从而辐射出光芒。
  人们之所以将发光二极管用 于照明,主要是将发光二极管发出的红色光、黄色光、蓝色光混合,这样,红、黄、蓝三种光“混合”后,就产生出白光,简称MCLED(multi- chipLED);还可以利用“蓝光技术”与荧光粉配合也能形成白光,称为PCLED(phosphorconvertedLED),此外还有MOCVA 直接生长多有源区的白光技术。
  基本特征
  1、发光效率高
  LED经过几十年的技术改 良,其发光效率有了较大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明/瓦,荧光灯50~70流明/瓦,钠灯90~140流明/瓦,大部分的耗电变成热量损 耗。LED光效经改良后将达到达50~200流明/瓦,而且其光的单色性好、光谱窄,无需过滤可直接发出有色可见光。世界各国均加紧提高LED光效方面的 研究,在不远的将来其发光效率将有更大的提高。
  2、耗电量少
  LED单管功率 0.03~0.06瓦,采用直流驱动,单管驱动电压1.5~3.5伏,电流15~18毫安,反应速度快,可在高频操作。同样照明效果的情况下,耗电量是白 炽灯泡的万分之一,荧光灯管的二分之一、日本估计,如采用光效比荧光灯还要高两倍的LED替代日本一半的白炽灯和荧光灯。每年可节约相当于60亿升原油。 就桥梁护栏灯例,同样效果的一支日光灯40多瓦,而采用LED每支的功率只有8瓦,而且可以七彩变化。
  3、使用寿命长
  采用电子光场辐射发光,灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用LED灯体积小、重量轻,环氧树脂封装,可承受高强度机械冲击和震动,不易破碎。平均寿命达10万小时。LED灯具使用寿命可达5~10年,可以大大降低灯具的维护费用,避免经常换灯之苦。
  4、安全可靠性强
  发热量低,无热辐射性,冷光源,可以安全抵摸:能精确控制光型及发光角度,光色柔和,无眩光;不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。内置微处理系统可以控制发光强度,调整发光方式,实现光与艺术结合。
  5、有利于环保
  LED为全固体发光体,耐 震、耐冲击不易破碎,废弃物可回收,没有污染。光源体积小,可以随意组合,易开发成轻便薄短小型照明产品,也便于安装和维护。当然,节能是我们考虑使用 LED光源的最主要原因,也许LED光源要比传统光源昂贵,但是用一年时间的节能收回光源的投资,从而获得4~9年中每年几倍的节能净收益期。
  发光原理
  要了解二极管的发光原理,首先要了解半导体的基本知识。半导体材料的导电性质介于导体和绝缘体材
  料之间,它的独特之处在 于:当半导体受到外界光和热条件的刺激时,它的导电能力会发生显著的变化;在纯净的半导体中加入微量的杂质,其导电能力也会显著的增加。在近代电子学中用 得最多的半导体就是硅(Si)和锗(Ge),它们的最外层电子都是4个,在硅或者锗原子组成晶体时相邻的原子相互影响,使外侧电子变成两个原子共有的,这 就形成了晶体中的共价键结构,这是一种约束能力很小的分子结构。在室温(300K)情况下,由于受到热激发就会使一些最外层电子获得足够的能量而脱离共价 键束缚变成自由电子,这个过程叫做本征激发。在电子摆脱束缚成为自由电子后,共价键中会留下一个空位,这个空位称为空穴,空穴的出现是半导体区别于导体的 一个重要特征。
  由于共价键出现了空穴,在外加电场或者其他的能源作用下,邻近的价电子就会填补这个空穴,而这个电子的原来位置上又形成新的空穴,以后其他电子再转移到这个新的空穴上。这样就产生了一定的电荷转移我们可以用以下公式对本征半导体中的自由电子的浓度进行计算:
  ni(T)=AT3/2e-EG/2kT式中,
  EG——电子挣脱共价键束缚所需要的能量,单位是eV(电子伏),又被称为禁带宽度;
  T——温度;
  A——系数;
  k——波耳兹曼常数(1.38×10-23J/K);
  e——自然对数的底。
  由于在本征半导体中自由电子和空穴是成对出现的,所以这个计算公式也可以用来表示空穴的浓度。在半导体中自由电子(或空穴)的浓度越高,导电能力越强,在常温附近,温度每升高8℃,硅的自由电子浓度增加1倍;温度每升高12℃,锗的自由电子浓度升高1倍。
  在本征半导体中加入少量的 五价元素杂质如磷等,它在与其他半导体原子结成共价键以后会有一个多余的电子,这个多余的电子只需要非常小的能量就能摆脱束缚成为自由电子,这类杂质半导 体被称为电子半导体(N型半导体)。而在本征半导体中加入少量的三价元素杂质(如硼等),因为它外层只有三个电子,在与周围的半导体原子组成共价键以后会 在晶体中产生一个空位,这类杂质半导体被称为空穴半导体(P型半导体)。在N型和P型半导体结合后,在它们的交界处就会出现自由电子和空穴的浓度差别,于 是电子和空穴都要向浓度低的地方扩散,留下了一些带电却不能移动的离子,从而破坏了N区和P区原来的电中性。这些不能移动的带电粒子通常被称为空间电荷, 它们集中在N区和P区交界面附近形成了一个很薄的空间电荷区,这就是我们所说的PN结。

  在PN结的两端加上正向 偏置电压(P型的一边加正电压)后,空穴和自由电子就会相互移动,形成一个内电场。随后新注入的空穴和自由电子再重新复合,复合的同时有时会以光子的形式 释放多余能量,这就是我们所见到的LED发出的光。这样的光谱范围是比较窄的,由于每种材料的禁带宽度不相同,所以释放出的光子波长也不同,所以LED发 光的颜色由所使用的基本材料决定.


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