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LED灯具彩光变色的原理?


大街或者晚会上,我们经常会看到一些绚丽的灯光变换秀,其实LED 变色灯已经不是是一种新型灯泡。它的外形与一般乳白色白炽灯泡相同,但点亮 后会自动按一定的时间间隔变色。循环地发出青、黄、绿、紫、蓝、红等五彩绚丽的彩光,那么这些彩光到底是怎么发出来的呢?
LED灯具的发光二极管有特殊的物理和化学结构,可以方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光。灯具发光颜色的改变取决于电流的大小,当为小电流时,为红色,当电流逐渐增大,颜色改变为橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色。这里就不得不说到LED灯及其发光原理。
绚丽的彩光led灯具

一、 LED 的结构及发光原理

50 年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识,第一个商用二极管产生于 1960 年。 LED 是英文 light emitting diode (发光二极管)的缩写,它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以 LED 的抗震性能好。
发光二极管的核心部分是由 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。在某些半导体材料的 PN 结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。 PN 结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这种利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 。 当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从 LED 阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。
 

二、 LED 光源的特点

1. 电压: LED 使用低压电源,供电电压在 6-24V 之间,根据产品不同而异,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。
2. 效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少 80%
3. 适用性:很小,每个单元 LED 小片是 3-5mm 的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境
4. 稳定性: 10 万小时,光衰为初始的 50%
5. 响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级, LED 灯的响应时间为纳秒级
6. 对环境污染:无有害金属汞
7. 颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的 LED ,随着电流的增加,可以依次变为橙色,黄色,最后为绿色
8. 价格: LED 的价格比较昂贵,较之 于白炽灯,几只 LED 的价格就可以与一只白炽灯的价格相当,而通常每组信号灯需由上 300 ~ 500 只二极管构成

 

 

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