LED 的结构及发光原理

LED 的英文全称是： Light emitting diode（发光二极管）。

顾名思义此种二极管会把通过其中的电流转换成光散发出来（光电转换原理在此不叙述，感兴趣可以评论提问），且通过的电流越大，光的亮度越大。不同种类的半导体晶体制作的二极管发出的光的颜色也不同。

不同颜色的插件型发光二极管

用导体将半导体晶体连接起来就可以发光，但是要在各种复杂情况下使用则需要工业化改造。第一个商用二极管的基本构造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，之后逐渐发展成现在普遍看到的LED光源的样子。

封装在铝基板上的高功率照明LED光源

LED 光源的特点

LED 相比于其他光源有哪些特点呢？

电压低，安全：LED的供电电压在6-24V之间，即使直接接触也没有危险，适用于公共场合。

节能：发出同样光照的情况下，比白炽灯的能耗少85%。

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。

稳定性：点亮10 万小时后，发光亮度保持为初始亮度的 50%。

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。

颜色多变：改变电流可以变色，发光二极管可以通过改变原料种类，实现红黄绿蓝橙多色发光。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。

价格高：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。

LED 光源的运用

基于以上特点，LED可以运用在很多领域。

最初 LED 用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的 LED 在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。

以 12 英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命，低光效的 140 瓦白炽灯作为光源，它产生 2000 流明的白光。经红色滤光片后，光损失 90%，只剩下 200 流明的红光。

而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了 18 个红色 LED 光源，包括电路损失在内，共耗电 14 瓦，即可产生同样的光效。

汽车信号灯也是 LED 光源应用的重要领域。1987 年，我国开始在汽车上安装高位刹车灯，由于 LED 响应速度快（纳秒级），可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况，减少汽车追尾事故的发生。

另外，LED 灯在室外红、绿、蓝全彩显示屏，匙扣式微型电筒等领域都得到了应用。

信号灯中使用的是高光效的LED灯珠

刹车灯在减速时快速亮起，提醒后车