发光二极管的原理、特点和应用领域探讨

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发光二极管的原理、特点和应用领域探讨

　　摘要：在科学和信息技术高速发展的背景下，半导体技术在近二三十年得到十分迅猛的发

展，它的发展和应用带给人们带来了福祉，尤其是在通信、高速计算、大容量信息处理、电

子对抗以及武器装备的微型化、智能化等等这些对国民经济和国家安全至关重要的领域出现了

巨大的进步，受到了人们的欢迎和重视。半导体发光二极管，是目前应用最为广泛的的半导

体材料之一。本文就半导体发光二极管的发光原理、发展现状和应用领域做简要的介绍。

　关键词：半导体；发光二极管； LED; 应用领域；

半导体发光二极管，又称为 LED, 它使用广泛、耗电量小，使用寿命长，低碳环保。如果要

使二极管发出不同颜色的光，那么可以使用不同的发光材料进行半导体发光二极管的制作。在

我国， LED 逐渐在进行普及，中国家庭中很多照明设备均采用 LED 灯。而国家主要公路的路

灯也采用 LED 灯进行照明，一些路灯还和太阳能发电技术相结合，从而节约了大量的能源。

发光二极管按照材料的不同可分为砷铝化镓发光二极管、磷砷化镓发光二极管、磷化镓发光二

极管、磷铟砷化镓发光二极管和砷化镓发光二极管等多种。

　　 1　发光二极管的发展

半导体发光二极管最早在 1965 年由美国 Monsanto 公司和 HP 公司生产出红光 LED 发光灯，从

此LED 正式进入市场。随后又成功研制出红橙黄光 LED、绿光裸片 LED、蓝光 LED.我们日常

生活中常用的白光 LED, 恰恰相反，是在 1996 年才被推出，从此 LED 灯开始应用于照明。随

着世界科技的不断进步，制作工艺的不断提高， LED 灯的亮度，使用寿命和制作的规模在不

断的提升， LED 在人们的生活中应用的更加广泛。表为不同颜色发光二极管的制作材料、正

向电压及功率。

　　 2　发光二极管的原理

半导体可以被划分为 P型半导体和 N 型半导体，发光二极管也一样。N型半导体带额外电子，

P型半导体带额外"空穴", 电子可以在空穴之间跳动，从一个空穴转移到另外一个空穴。电子

的流动就会产生电流，当有正向电流通过晶片时，电子就会与 P 区的空穴进行结合，然后会

发出能量，这种能量以光子的形式存在，这就是半导体发光二极管为何会发光的原因。图为

发光二极管的结构示意图。

　　 3　发光二极管的特点

3.1 节约能源

因为在 LED 发光的过程中，总的能量是一定的，有很多能量都转化为光能，只有一部分能量

转化为热能。而传统的白炽灯泡发光的时候，它的灯丝被有上千摄氏度的高温，很多能量以

热量的形式散发出去，因此造成了能源的浪费。

在相同的照明条件下，若使用节能的 LED 灯代替普通的白炽灯，大约能够节约 80%-90%的能

源。

3.2 发光二极管寿命长

二极管的发光寿命长达十万个小时左右，这是由于发光二极管不同于传统白炽灯的发光机理而

决定的。传统的白炽灯使用时间长之后会出现老化和断丝的现象。而发光二极管是靠载流子的

不断移动而发光的，因此不会出现上述情况。较长的寿命赋予了发光二极管较好的稳定性，

使发光二极管被广泛应用到工业生产中作为指示灯。

　　 4　发光二极管的应用领域

在现代城市的照明领域，半导体发光二极管常常被当成是白炽灯的替代品而被广泛使用。在通

常的情况下，白炽灯的功耗较大，使用寿命不长。而白色发光二极管不仅使用寿命长而且使

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摘要：

发光二极管的原理、特点和应用领域探讨　　摘要：在科学和信息技术高速发展的背景下，半导体技术在近二三十年得到十分迅猛的发展，它的发展和应用带给人们带来了福祉，尤其是在通信、高速计算、大容量信息处理、电子对抗以及武器装备的微型化、智能化等等这些对国民经济和国家安全至关重要的领域出现了巨大的进步，受到了人们的欢迎和重视。半导体发光二极管，是目前应用最为广泛的的半导体材料之一。本文就半导体发光二极管的发光原理、发展现状和应用领域做简要的介绍。　关键词：半导体；发光二极管；LED;应用领域；半导体发光二极管，又称为LED,它使用广泛、耗电量小，使用寿命长，低碳环保。如果要使二极管发出不同颜色的光，那么可...

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