深入分析LED的优缺点，顿悟！

LED最初创建于1962年，是激光技术的副产品，经过多年的发展，led已成为照明之王。

早在1907年，英国马可尼实验室的科学家亨利·罗恩（Henry Round）就首次推断出半导体PN结在某些条件下可以发光。这一发现为发光二极管的发明奠定了物理基础。

1927年，当俄罗斯科学家奥列格·弗拉基米罗维奇·洛舍夫（Oleg Vladimirovich Losev）制造出世界上第一个LED时，他的工作发表在俄罗斯、德国和英国的科学期刊上，但他被忽视了。

1955年，美国无线电公司（Radio Corporation of America）33岁的物理学家鲁宾·布劳恩斯坦（Rubin Braunstein）率先发现砷化镓（GaAs）和其他半导体合金的红外辐射，并从物理上实现了二极管的发光。不幸的是，发出的光不是可见光，而是红外光，但这是一大贡献。

1961年，德州仪器（TI）的科学家鲍勃·比亚德（Bob Biard）和加里·皮特曼（Gary Pittman）发现，砷化镓在电子流作用下会发射红外辐射。他们率先生产商用红外发光二极管，并为砷化镓红外二极管申请专利。很快，红外发光二极管被广泛用于传感和光电设备。

1962年，一位34岁的普通研究员尼克·何伦亚克（Nick Holonyak Jr.）美国通用电气公司GE发明了一种发射红色可见光的LED，被称为“发光二极管之父”，后来还获得了N项多项奖项。当时，led只能手工制作，每只售价10美元。1963年，他离开通用电气公司去美国母校伊利诺大学电机工程系当教授，培训他的继任者。

1972年，何伦亚克乔治·克劳福德（M. George Craford的学生追随前人的脚步，发明了第一个橙色和黄色发光二极管，比前一个发光二极管红光亮10倍，标志着向提高LED灯效率迈出了第一步。

20世纪70年代末，LED出现了红、橙、黄、绿、翠绿等颜色，但仍然没有蓝光和白光LED。因为只有发明蓝光LED才能实现全彩，市场价值巨大，也是当时世界的关键问题。相反，科学家们致力于提高发光二极管的效率。

在20世纪70年代中期，当LED可以产生绿色、黄色和橙色光时，发光效率为1流明/瓦。20世纪80年代中期，砷化镓和磷磷铝的使用催生了第一代高亮度红、黄、绿光LED，发光效率已达到10流明/瓦。

1993年，在日本日立公司工作时，中村修二使用半导体材料氮化镓（GaN）和氮化铟（InGaN）发明了蓝光LED。在蓝光LED出现之前，由于无法通过RGB系统合成白光，LED的光效和亮度不高，因此LED不能应用于照明领域。因此，1995年中村修二，通过铟氮化发明了绿光LED，1998年，三种红色、绿色和蓝色LED被用于制造白色LED。此后，绿色和白色LED的成功开发，标志着LED正式进入照明领域，是发展中最关键的里程碑。中村修二被称为“蓝光，绿灯，白色LED父亲”

1996年，日亚化学公司在日本申请的第一个白色LED发明专利是在蓝光上涂上YAG黄色荧光粉，芯片发射的（蓝光。蓝光和白光LED的出现拓宽了LED的应用领域，使其可以使用全彩LED显示屏、LED照明等应用。

到21世纪初，led可以发射任何可见光谱颜色的光（包括红外线和紫外线）。其发光效率已达到100流明/瓦以上。

LED源于三个单词Light Emitting Diode（发光二极管）的缩写，中文翻译为“发光二极管”，具有二极管的特性。LED的核心是半导体芯片。芯片主要由P型和N型半导体组成。不同材料的P型和N型半导体在正向电流作用下会发出不同颜色的光。

1.节能，比白炽灯节能80%以上，比节能灯节能50%以上

4.可选择光色，可灵活应用光色和色温

7.冷光源没有紫外线和红外线，因此没有热量和辐射。

8.寿命长，寿命可达50000-100000小时，比传统光源寿命长10-50倍。

1.散热问题。在LED电致发光的过程中，另一部分能量转换为热量。如果不能及时发射，PN结结温会升高，这将加速芯片和封装树脂的老化，使芯片失效，影响LED的使用寿命和发光性能

2.防水性能差是户外使用的致命弱点。光源内部吸水后的内部金属氧化会影响输出或产生内应力和磷光体

3.成本高。光源。散热器电源。高渗透灯罩/透镜/反射器。这四项成本共同推高了LED成本

4.驱动器需要恒流电源，驱动器寿命是影响灯具寿命的重要因素

5.半导体器件，对静电冲击更敏感，容易静电击穿PN结导致漏电流或死灯

LED工作电压通常介于之间。（不同光颜色的LED压降不同）：绿色-；蓝色，皇家蓝-；红色、琥珀色、橙色、-。LED的工作电流会随着电源电压的变化而大幅波动，所以LED通常需要在恒流驱动状态下工作。LED具有单导通特性（电流只能从二极管的正极流入，从负极流出）。LED的光输出根据电流输入而变化。LED的光输出受其工作温度的影响很大。

LED芯片是半导体发光器件LED的核心部件，其主要成分为砷（AS）。铝（AL）。镓（Ga）。铟（IN）。磷（P）。氮（N）。

1.制作成单晶棒，然后用金刚石刀（主要是蓝宝石和、SiC、Si）将单晶棒切成薄片长晶炉生长-拉出单晶棒-辊磨-质检-切片-研磨-倒角-抛光-清洁-质检-OK。

2.外延片生产-使用MOCVD金属有机化学气相沉积等方法在外延衬底上的单晶衬底上-结构设计-缓冲层生长-N型GaN层生长-多量子阱发光层生长-P型GaN膜生长-退火-检测（荧光、X射线）-外延片。

3.芯片生产-在外延片上制作电极（PN电极）以及切割和分拣成品等。外延片活化-蚀刻-蒸发电镀-PN电极生产-保护层-焊盘-研磨和抛光-点测量-切割-膨胀-目视检查-包装。

1.支架上-点胶-芯片-烘烤实心晶体-金丝结合剂-模具胶-插入支架-释放-固化-切割脚-测试-浅色分拣-包装（草帽管、食人鱼等）。

2.支架上-点胶-芯片-烘烤实心晶体-金丝键合-点荧光胶-外壳封装-测试-浅色分选-包装（大功率LED）。

光源模块、替代光源、灯具、灯带、灯光工程、家居装饰、汽车尾灯、植物生长、医疗、手机笔记本电脑电视背光等。

优点：密封性好，抗冲击性强，防护能力好，成本低。

缺点：散热性差，耐黄变，耐应力，抗紫外线，焊接温度过高容易开裂。因此，它主要用作通用LED外密封胶。

优点：折射率高，透光率高，密封性能优于硅胶，环氧树脂与硅胶之间的散热能力强，具有树脂与硅胶的部分特性。

缺点：应力比硅胶大，防潮或焊接不当容易出现胶裂/由于价格昂贵，层状硅树脂主要用作高亮度白色LED外密封胶。

优点：热膨胀系数小，散热好，应力小，紫光能力强，回流焊不易开裂，抗黄变能力强。

缺点：密封性差，保护能力弱，抗冲击性差，透氧透湿特性差，用于户外灯具结构二次保护处理的硅脂相对昂贵，主要用作有失光要求的白色LED密封。

LED在工作过程中会释放大量热量，使结温迅速上升，热阻变大。输入功率越大，加热效果越大。温度的升高将导致器件的性能变化和衰减、非辐射复合的增加、器件泄漏电流的增加、半导体材料缺陷的增加、金属电极的电迁移、包装用环氧树脂的泛黄等，这将严重影响LED的光电参数。甚至禁用电源LED。因此，降低热阻和结温，研究LED的热特性变得越来越重要。

可由光分布、照射方向、估计有效安装高度、照射范围（当然取决于光源）、照射范围内的近似照度、照度控制的照射范围