LED 的优缺点

LED的全称是发光二极管。它是一种半导体二极管。它是一种高掺杂的p-n结，在正向偏置下会发出自发辐射。

早期的LED技术基于砷化镓磷(GaAsP)、砷化铝镓和磷化镓。

LED的结构

LED的结构由三个半导体层组成，覆盖在衬底上。P型层在最上面，N型区域在最下面，中间层称为LED的有源区。P区域的多数载流子是空穴，N型由大量的电子组成。中间层，即有源区，由电子和空穴组成。与P型半导体相比，N型区域的掺杂量更高。P型层沉积在N层上方，因为电子-空穴对复合发生在p区域，p区域是LED的向上表面。光子（光能包）是由于电子-空穴对复合从区域发出的。如果P区放在N区下方，LED发出的光将无法看到。p型半导体是提供阳极连接的薄金属层，N型则覆盖有提供阴极连接的薄金层。

LED的类型

LED可以根据需要生产成各种设计、形状和尺寸。一些最广泛使用的LED是

1. 直插式LED

直插式LED也称为引线式LED，它通过两根导线连接到电路板。它用于会经历极端温度变化和机械应力的组件。LED的主要特点是经济实惠，并且不会提供反向照明。

2. 表面贴装二极管LED

LED因其照明用途而非常受欢迎，并广泛用于家庭和办公室。它体积小，是空间受限电路板的理想选择。它有不同的颜色和封装类型。与直插式LED相比，它有更多的引脚。一些特点是重量轻，电容和电感小；因此，它非常适合射频应用。

3. 高亮度LED

高光强度或高亮度LED是最新一代的无机LED。它需要受控电流和精确的功率耗散才能获得最大的光输出。它广泛应用于标牌、投影显示器和建筑照明。

4. COB LED (芯片在板上)

这是一种新出现的LED，比现有LED具有良好的优势。一些特点包括COB LED因其比SMD更高效且功耗更低。它包含多个直接连接到衬底的芯片，形成一个单一的模块。当这些LED组合在一起时，它们看起来像一个照明面板，而不是像紧密排列的表面贴装LED那样独立的灯光。

5. RGB LED

它在一个封装中包含不同的颜色。这些多色包括蓝色、红色和绿色。通过这些颜色的组合，它可以产生几乎所有的颜色。要产生不同强度的红色、绿色和蓝色LED的颜色有很大差异。脉冲宽度调制信号控制这些LED的光强度。由于紧密封装，人眼只能看到组合三种不同颜色后产生的最终颜色。

6. 石墨烯LED

在这种LED中，LED灯泡的灯丝分层覆盖石墨烯。据信它们比其他标准LED效率高10%。一些特点包括寿命更长，成本低廉，易于生产。如果能在商业和工业规模上用石墨烯LED取代普通LED，将具有巨大的优势。

7. 七段LED和字母数字LED

七段LED是数字显示模块，用于表示数值数据。这些LED以数字形状排列。它们也被称为七段指示器或七段显示器。字母数字LED可以显示字母和数字字符。

8. 有机发光二极管 (O-LEDs)

从名称中可以轻松理解该LED的组成，它表明它由有机物质组成。普通发光二极管由无机半导体组成，并具有不同级别的掺杂。LED显示器使用狭窄的薄片来形成漫射光区域。它是一种狭窄的薄膜材料，印刷在玻璃衬底上。有机技术的用途正在成倍增长。

9. 调光开关LED

这种LED出现在调光开关和其他传统灯泡中，并且调光开关LED的性能优于调光开关灯泡。这是标准灯泡被调光开关灯泡取代的主要原因。

LED的应用

• 显示面板使用LED灯：它们常见于动态、装饰性显示器、体育场馆显示器和动态信息标志。这些纤薄轻便的显示器通常在机场和火车站展示时刻表。
• LED指示灯在多个行业中都很容易看到，这些显示器显示电子设备的状态。它也可以在计算器、数字手表和万用表中观察到。
• 由于在白天可见度高、开关时间快以及寿命长，其应用在交通和汽车刹车灯中可见。其在制动系统中的应用已被证明非常有利，因为它具有快速的上升时间并提高了安全性。
• 它们的临时应用也可以在LED艺术、throwies和荧光棒中看到。Throwies是微型LED设备，应用于各种类型的街头艺术。

LED的优点

与其它光源相比，LED是最受欢迎的光源。LED的一些其他优点是

• LED灯之所以被大量使用，最主要的原因是LED灯的效率。白炽灯需要灯丝来点亮灯泡，并且灯丝必须处于最热状态。这导致巨大的电力消耗，并且在此过程中浪费了大量电力。在LED灯泡的情况下，大部分电力用于照亮灯泡，只有极少量的电力用于产热。这使得LED成为一种经济高效的灯泡，可以降低电费。
• 与容易烧坏的白炽灯相比，LED没有灯丝，因此与其它灯泡相比，寿命更长。
• LED具有更长的使用寿命，这归功于其热管理性能。LED配有散热器，通过散热器吸收灯泡产生的热量并将其散发到外部。
• 它在将电能转化为可见光方面更有效率，并且其输出高于其他光源。例如，一个普通的60瓦灯泡产生750-900流明，而一个6-8瓦的LED灯泡可以产生相同的输出。
• 随着气候变化成为一个严峻的问题，注重环保的人们正在转向环保的光源。汞是制造白炽灯和荧光灯光源的关键组成部分。当传统光源的使用寿命即将结束时，需要特别小心地处理它们。对于LED灯泡，处理它们不需要特殊处理，因为LED的处置不会伤害自然。
• 冬季，传统光源的强度往往会降低。它们需要高电压才能在冬季点亮。然而，LED在这些情况下表现更好。这就是为什么它们被用于冰箱、冷库、冰柜和陈列柜等产品中。这一卓越的特性使其成为户外场地和停车区域的理想选择。
• LED的小巧尺寸被证明是一个优点，因为它几乎适合任何电路。最初，LED被用作电子电路的指示灯。它们也可以组合成一长串灯，用于装饰目的。
• 与LED不同，传统灯泡打开时会出现闪烁，因为它们需要时间来预热，而LED则不会出现这种情况。
• LED产生的热量很少，并且释放的光仍然在可见光谱区域；因此，许多医生建议使用LED来治疗季节性情感障碍。

LED的缺点

LED有很多优点，但也有一些缺点。其中一些是

• LED不能直接发出白光。颜色是红色、蓝色和绿色。要获得白色，需要混合原色，即红色、蓝色和绿色，来产生白光，其他技术是与磷层结合，将原始灯光颜色变为白色。
• LED产生的光是定向的，即它们在一个方向上发射。其他光源，特别是白炽灯，可以向各个方向产生光。因此，这为特殊灯具的使用设定了条件。
• LED没有容易损坏的灯丝，但LED存在光通量衰减的问题。在这种问题中，LED的原始输出会随着时间的推移而降低。

LED产生的光的质量取决于外部温度。高温可能会损坏LED的多个参数。