LED防爆燈發(fā)光原理介紹及優(yōu)勢(shì)
更新時(shí)間:2015-04-21 | 點(diǎn)擊率:4515
LED防爆燈光源優(yōu)勢(shì)說明:
LED防爆燈與氣體放電防爆燈工作原理一樣,差別在于LED防爆燈更節(jié)能,更安全。LED防爆燈一般也是做隔爆型,但LED也是本安型防爆燈,只要將LED輸入電源盒做隔爆,LED電源輸出的是DC35V電壓,一般根本產(chǎn)生不了電火花,LED芯片zui高溫度只可能達(dá)到二百多度,一般不會(huì)引爆可燃?xì)怏w,所以LED是本安型的防爆燈。隔爆型加本安型,LED防爆燈比氣體放電防爆燈更安全。
LED防爆燈發(fā)光原理:
LED即發(fā)光二極管,是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,它可以直接電能轉(zhuǎn)化成光。LED的核心是一個(gè)半導(dǎo)體晶片,半導(dǎo)體晶片由兩部分組成,一部風(fēng)是P型半導(dǎo)體,在它里面空穴占主導(dǎo)位置,另一端是N型半導(dǎo)體,在這里面主要是電子,兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候,它們之間就形成一個(gè)P-N結(jié),當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于晶片時(shí),電子就會(huì)被推向P區(qū),在P區(qū)里電子根空穴復(fù)合,就會(huì)以光子的形式發(fā)出可見光。
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(dǎo)體制成的,其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性,即正向?qū)?,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(qū)注入P區(qū),空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子(少子)一部分與多數(shù)載流子(多子)復(fù)合而發(fā)光。
假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的,那么注入的電子與價(jià)帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光,或者先被發(fā)光中心捕獲后,再與空穴復(fù)合發(fā)光。除了這種發(fā)光復(fù)合外,還有些電子被非發(fā)光中心(這個(gè)中心介于導(dǎo)帶、介帶中間附近)捕獲,而后再與空穴復(fù)合,每次釋放的能量不大,不能形成可見光。發(fā)光的復(fù)合量相對(duì)于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大,光量子效率越高。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的,所以光僅在靠近PN結(jié)面數(shù)μm以內(nèi)產(chǎn)生。
理論和實(shí)踐證明,光的峰值波長λ與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)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)生可見光(波長在380nm紫光~780nm紅光),半導(dǎo)體材料的Eg應(yīng)在3.26~1.63eV之間。比紅光波長長的光為紅外光?,F(xiàn)在已有紅外、紅、黃、綠及藍(lán)光發(fā)光二極管,但其中藍(lán)光二極管成本、價(jià)格很高,使用不普遍。