LED的应用知识1一、单个LED与用LED灯具的流明效率的区别1.单个LED的流明效率是指LED发射的光通量Φv与LED的电功率（正向电流IF乘以正向电压VF）的比值ηv=Φv/(IF?VF)2.LED灯具的流明效率是指LED灯具发射的光通量Φv与灯具外部功率(输入电压与电流的乘积)的比值ηv=Φv/(Ii?Vin)LED灯具的流明效率2二、蓝光LED涂上荧光粉构成白光后,其光通量比蓝光高出几倍蓝光芯片加YAG荧光粉制成的白光LED，与单色LED相比，人眼对它的视觉函数应当是下图2所示的各种波长成分视觉函数的积分平均值，此值可以通过计算得到约为296lm/W，即这种白光LED，当发射出光功率1W的白光时，浞涔馔吭嘉?96lm，这个数值比发射光功率1W的蓝色LED的辐射光通量41lm增大了7.2倍。蓝光LED光谱白光LED光谱3三、已知LED发光角为?，照射距离d,照射面上E，如何计算LED的光通量Φ?根据LED的光通量的计算公式Φ=E?S其中S为照射面积其中面积可通过以下公式计算r=d?tan(θ/2）S=πr2即光通量Φ=E?S=E?πr2=E?π[d?tan(θ/2）]2例如:发光角为60°的LED,照射距离0.5m的照射面上照度为10lxLED光通量为r=d?tan(θ/2）=0.5m×tan30°≈0.29mS=πr2=3.14×(0.29)2≈0.261m2照度面积计算公式Φ=E×S=10lx×0.26=2.6lm4四、LED的光通量Φ与发光强度(光强)的相互转换光通量的定义：一个在所有方向上光强为1cd的点光源，其辐射出的光通量为4πlm。这就是说，一个点光源假设它处在球心上时，若它的辐射光通量为4πlm（≈12.56lm）时，球面上任一点的光旨为1cd，从这一点出发，我们可以在有条件的情况下，进行两者间的转换。假如:已知一个LED的发光强度IV=5cd，其射出角为60°其等效光通量可表示为：Φ=（4π×60°/360°）lm×5cd=10lm在同样发光强度下，LED射出角越大，其等效光通量也越大，不同的射出角在IV相同时，Φ随θ增大而增大。5五、LEDPN结上温度升高对LED光电参数的影响当PN结上的温度（例如环境温度）升高时，PN结内部杂质电离加快，本征激发加速。当本征激发产生的复合载流子的迁移率减小的半导体电阻率变化的影响更为严重，导致内量子效率下降，温度升高又导致电阻率下降，使同样IF下，VF降低。如果不用恒流源驱动LED，则VF下降将促使IF指数式增加，这个过程将使LEDPN结上温升更快，最终温升超过最大结温，导致LEDPN结失效，这是一个正反馈的恶性过程。PN结上温升会引起它的电学、光学和热学性能的变化，过高的温升还会引起LED封装材料（例如环氧、荧光粉等）物理性能的变化，严重时导致LED失效，所以降低PN结温升，是应用LED的重要关键所在。6五、LEDPN结上温度升高对LED光电参数的影响PN结上温度升高，使半导体PN结中处于激发态的电子―空穴复合时从高能级向低能级跃迁时发射出光子的过程发生退化。这是由于PN结上温度升高时，半导体晶格的振幅增大，使振动的能量也发生增加，当它超过一定值时，电子―空穴从激发态跃迁到基态时会与晶格原子（或离子）交换能量，于是成为无光子辐射的跃迁，LED的光学性能退化。理论证明，辐射跃迁的数量是随温升呈指数上升的规律变化，并可以用式如右图来表示：式中Ivo――PN结发生温升前的发光强度；ΔE――LEDPN结的激活能；K――玻尔兹曼常数；-?E/KTT――绝对温度由式（4-7），IV（T）与T呈指数关系。IvoIv=1+e7六、与PN结温度相关LED参数及它们之间的关系.(1）T与VF的关系LED在IF为常数时（即恒流源偏置时），LEDPN结上的正向电压VF具有负温度系数特性，如下图所示。即随着结上温度升高，VF下降。ΔVF/ΔT/IF=cost≈-2mV/℃电压与温度的变化曲线8六、与PN结温度相关LED参数及它们之间的关系.(2)T与λD关系LED发射出的光的波长与结温相关，称为波长温度系数，ΔλD/ΔT=K不同波长器件的温度系数K（单位：nm/℃)也不同，处于0.3～0.9nm/℃范围内,具体如查阅下表。知道了K可以计算λD的变化。LED色彩琥珀黄红蓝绿紫温度系数K（nm/℃)0.090.030.040.540.049六、与PN结温度相关LED参数及它们之间的关系.（3）Φ与T的关系LED随着T的升高，发光性能也会随之变差，我们以光通量与T的关系来表示这一变化，图4-8示出Φ―T的变化趋势。随着温度上升，Φ下降；当温度升到接近PN结最大结温125℃时，Φ就会急剧下降。不同发光波长的