深入了解下LED強光電筒的技術(shù)原理
更新時(shí)間:2022-07-12瀏覽:1281次
LED強光電筒是以發(fā)光二極管作為光源的一種新型照明工具,具有省電、耐用、亮度強等優(yōu)點(diǎn)。這種手電筒常被用于公安防暴等特殊領(lǐng)域?,F在發(fā)光二極管作為光源的強光手電筒已經(jīng)不斷的走進(jìn)我們的生活。
LED強光電筒的技術(shù)原理:
發(fā)光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等半導體制成的,其核心是PN結。因此它具有一般P-N結的I-N特性,即正向導通,反向截止、擊穿特性。此外,在一定條件下,它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下,電子由N區注入P區,空穴由P區注入N區。進(jìn)入對方區域的少數載流子(少子)一部分與多數載流子(多子)復合而發(fā)光,如圖1所示。
假設發(fā)光是在P區中發(fā)生的,那么注入的電子與價(jià)帶空穴直接復合而發(fā)光,或者先被發(fā)光中心捕獲后,再與空穴復合發(fā)光。除了這種發(fā)光復合外,還有些電子被非發(fā)光中心(這個(gè)中心介于導帶、介帶中間附近)捕獲,而后再與空穴復合,每次釋放的能量不大,不能形成可見(jiàn)光。發(fā)光的復合量相對于非發(fā)光復合量的比例越大,光量子效率越高。由于復合是在少子擴散區內發(fā)光的,所以光僅在靠近PN結面數μm以?xún)犬a(chǎn)生。
理論和實(shí)踐證明,光的峰值波長(cháng)λ與發(fā)光區域的半導體材料禁帶寬度Eg有關(guān),即
λ≈1240/Eg(mm)
式中Eg的單位為電子伏特(eV)。若能產(chǎn)生可見(jiàn)光(波長(cháng)在380nm紫光~780nm紅光),半導體材料的Eg應在3.26~1.63eV之間。比紅光波長(cháng)長(cháng)的光為紅外光?,F在已有紅外、紅、黃、綠及藍光發(fā)光二極管,但其中藍光二極管成本、價(jià)格很高,使用不普遍。