半導(dǎo)體二極管的基本特性及其照明的應(yīng)用微探

王亞偉

摘 ?要：隨著科技的更迭，半導(dǎo)體技術(shù)在近年來發(fā)展速度加快，在信息處理、通信、計(jì)算、微型化、智能化設(shè)備領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛。半導(dǎo)體二極管不僅在性能方面具有良好的穩(wěn)定性，而且重量輕，節(jié)能環(huán)保，成本低，這些都使其在光照領(lǐng)域中得到青睞。文章對半導(dǎo)體二極管特性進(jìn)行分析，并對半導(dǎo)體二極管照明應(yīng)用進(jìn)行了論述，供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體二極管;原理;特點(diǎn);特性;照明應(yīng)用

1引言

半導(dǎo)體二極管簡稱LED，具有穩(wěn)定的性能，而且重量輕、體積小，成本低，還具有節(jié)能環(huán)保性，在照明領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛。半導(dǎo)體二極管可以發(fā)出不同顏色的光，我國家庭照明中LED燈比重也在加大。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，LED燈在照明中的應(yīng)用場景也日益增多。

2半導(dǎo)體二極管的發(fā)展

半導(dǎo)體二極管在美國市場中最早出現(xiàn)，起初是紅光LED燈，之后又出現(xiàn)了多種顏色的LED燈。我們?nèi)粘Ｗ畛Ｓ玫陌坠釲ED燈出現(xiàn)時(shí)間較晚，但是應(yīng)用普及速度最快。隨著半導(dǎo)體二極管技術(shù)的發(fā)展，照明燈具的使用壽命也在延長，設(shè)計(jì)的美觀性日益提升，在更多特殊的細(xì)分領(lǐng)域中也得到越來越多的應(yīng)用。

3半導(dǎo)體二極管的基本特性

半導(dǎo)體二極管可以分為P型和N型。P型半導(dǎo)體二極管具有空穴，電子在空穴中跳動(dòng)，能夠從一個(gè)空穴轉(zhuǎn)移到另一個(gè)空穴中，隨著電子的流動(dòng)產(chǎn)生電流，正向電流通過晶片時(shí)，電子和P區(qū)空穴結(jié)合發(fā)出能量，這是半導(dǎo)體二極管發(fā)光的原理。

半導(dǎo)體二極管有兩大特性，一個(gè)是節(jié)能能耗，另一個(gè)是壽命長。半導(dǎo)體二極管發(fā)光過程中，電能中的部分能量轉(zhuǎn)化為光能，部分能量轉(zhuǎn)化為熱能。傳統(tǒng)白熾燈很多能量以熱能的形式散失了，而半導(dǎo)體二極管燈具熱能散失量少，更具有節(jié)能性。半導(dǎo)體二極管發(fā)光原理和傳統(tǒng)白熾燈發(fā)光原理不同，因此半導(dǎo)體二極管的使用壽命長達(dá)十萬個(gè)小時(shí)，比傳統(tǒng)白熾燈具有更好的發(fā)光穩(wěn)定性，壽命更長。

4半導(dǎo)體二極管在照明領(lǐng)域中的具體應(yīng)用

顯示屏應(yīng)用。在顯示屏中的最典型的應(yīng)用是儀表盤指示燈。半導(dǎo)體二極管排列成矩陣，設(shè)計(jì)成大小不等的模塊，或者將半導(dǎo)體二極管組成集束管進(jìn)行拼裝。將半導(dǎo)體二極管和顯示電路進(jìn)行連接，構(gòu)成半導(dǎo)體二極管顯示屏。根據(jù)顯示屏的需求可以發(fā)出不同的顏色，包括單色顯示屏、雙色顯示屏和多彩顯示屏。半導(dǎo)體二極管在顯示屏中的應(yīng)用可以更好地給用戶直觀視覺沖擊，幫助用戶做出判斷和決策。

背光源應(yīng)用。半導(dǎo)體二極管為電腦手機(jī)等電子設(shè)備的液晶面板提供光源。彩屏手機(jī)的待機(jī)時(shí)間是手機(jī)性能的重要衡量指標(biāo)，半導(dǎo)體二極管應(yīng)用在彩屏手機(jī)中可以消耗更少的電量，更具有節(jié)能性，延長手機(jī)的待機(jī)時(shí)間。在筆記本電腦中，半導(dǎo)體二極管應(yīng)用在背光源中也十分常見，比傳統(tǒng)的冷陰極熒光管的電能消耗更少，沒有金屬汞的輻射性，具有節(jié)能性和環(huán)保性。

景觀照明應(yīng)用。人們物質(zhì)生活水平提升，對精神文化需求提升，需求也更加多樣化。景觀環(huán)境的營造為人們的休閑娛樂創(chuàng)造了美好的環(huán)境，半導(dǎo)體二極管在景觀照明中的應(yīng)用成為環(huán)境藝術(shù)化的重要手段。如景觀燈飾中采用半導(dǎo)體二極管可以提供五彩斑斕的色彩，為單調(diào)的環(huán)境增添色彩，而且半導(dǎo)體二極管燈具制作材料成本更低，具有較好的經(jīng)濟(jì)性，在城市建設(shè)中，園林建設(shè)中，文化旅游景區(qū)應(yīng)用越來越普遍。景觀照明中應(yīng)用的半導(dǎo)體二極管以白色發(fā)光二極管為主，主要是從半導(dǎo)體二極管的光效方面考慮，在較小的功率下可以實(shí)現(xiàn)好的節(jié)能效果。一些建筑物中的誘導(dǎo)燈也是半導(dǎo)體二極管構(gòu)成，具有柔和的光色，可以給人們更好的視覺體驗(yàn)。在展覽布設(shè)中，通過選擇適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體二極管燈具，合理布設(shè)燈具，起到各類光色相互協(xié)調(diào)的效果，呈現(xiàn)出舒適的氛圍，營造藝術(shù)美感。

裝飾照明應(yīng)用。半導(dǎo)體二極管在裝飾照明中的應(yīng)用也日益廣泛，如室內(nèi)裝飾、戶院裝飾、廣告牌裝飾、舞臺(tái)裝飾、休閑娛樂場所裝飾、陣列裝飾、工廠裝飾、學(xué)校裝飾、辦公室裝飾等等，這些場景中都可以通過半導(dǎo)體二極管燈具營造出想要的視覺效果。一個(gè)裝飾照明系統(tǒng)由單個(gè)或若干個(gè)半導(dǎo)體二極管子系統(tǒng)構(gòu)成，可以根據(jù)具體的場景和視覺營造效果來進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足了用戶多樣化需求。半導(dǎo)體二極管子系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)的CPU控制模塊和驅(qū)動(dòng)模塊組成，CPU控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊之間采用標(biāo)準(zhǔn)接口連接，構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)的裝飾照明系統(tǒng)。通過計(jì)算機(jī)軟件對裝飾照明系統(tǒng)進(jìn)行不同參數(shù)的設(shè)定，可以展現(xiàn)出不同的視覺效果。

汽車照明應(yīng)用。半導(dǎo)體二極管在汽車照明中的應(yīng)用包括汽車內(nèi)部的儀表盤，各種電器的開關(guān)指示燈;汽車外部的方向燈、剎車燈、尾燈等大功率燈具。尤其是新能源汽車中半導(dǎo)體二極管在照明中的應(yīng)用占比很高。無論是小功率的半導(dǎo)體二極管，還是大功率的半導(dǎo)體二極管，均表現(xiàn)出良好性能，不僅比傳統(tǒng)的白熾燈具有更長的光能效果，而且壽命更長，在汽車行駛中也有更強(qiáng)的耐沖擊性能和抗震動(dòng)性能，遇到震動(dòng)時(shí)的響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)白熾燈，可以對車輛司機(jī)給出最快提醒，提高交通行駛安全性，這些優(yōu)勢都使其在汽車照明領(lǐng)域中受到青睞。半導(dǎo)體二極管在汽車照明中的應(yīng)用從內(nèi)部向外部，從后向前擴(kuò)展，伴隨材料和制作成本降低，半導(dǎo)體二極管將占據(jù)汽車照明應(yīng)用中更大比例。

5結(jié)語

綜上所述，半導(dǎo)體二極管是一種現(xiàn)代新型光源，不僅具有豐富的色彩，能夠帶來良好的視覺效果，而且還耗電少，輻射少，具有很好的節(jié)能環(huán)保性。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，科技的不斷更迭，半導(dǎo)體二極管技術(shù)也在快速升級(jí)迭代，促使半導(dǎo)體二極管技術(shù)在顯示領(lǐng)域、背景光領(lǐng)域、裝飾照明領(lǐng)域、汽車照明領(lǐng)域以及景觀照明領(lǐng)域中的應(yīng)用將日益成熟，為人們的生活生產(chǎn)提供創(chuàng)建更加美好的環(huán)境條件，提供更多的便利。

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