LED是英文Light Emitting Diode的简称，是一种具有两个电极的半导体发光器件，让其流过小量电流就会发出可见光，第一个商用二极管产生于 1960年。它的基本结构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，所以LED的抗震性能好。
LED 的构成
LED 因其颜色不同,而其化学成份不同:
如红色 ：铝-铟-镓-磷化物
绿色和蓝色: 铟-镓-氮化物
白色和其它色都是用RGB三基色按适当的比例混合而成的。
LED 的制造过程类似于半导体,但加工的精度不如半导体,目前成本仍然较高.
LED 工作原理和结构图
发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。 当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关 。
单 颗白色LED 的效能进展
年份 发光效能（流明 / 瓦） 备注
1998 5
1999 15 相若白炽灯
2001 25 相若卤钨灯
2005 50 接近高压汞灯
单 颗 白 色LED长远发展目标
输入功率
10 瓦
发光效能 100 流明 / 瓦
LED 的优点:
10万小时超长寿命；
可组成各种颜色(如RGB等)
驱动相对简单(无需触发电压)
节能，效率比白灯高,并有进一步提高的潜力.
体积小,灯具设计灵活.
响应时间短；
环保：无有害金属汞。
低压，安全性高
LED的缺点
每瓦的流明成本高.
光效还没有荧光灯或HID高.
需要驱动器驱动(不如白灯简单)
LED目前在照明行业中的主要应用范围
* 建筑物外观照明
* 娱乐场所及舞台照明
* 室内空间展示照明
* 道路、景观照明
* 标识与指示性照明
* 交通信号灯、视频屏幕
LED 应用于指示灯已有几十年的历史，
为何现在对LED 重感兴趣?
近几年来对LED 的亮度提高,使其可能成为照明光源,而不仅仅是指示灯.
LED技术现仍处在初始阶段,有望在今后的5—10年内,在提高光效,降低成本上有很大的进展.
LED 光源在未来将成为传统照明光源的另一个竞争者
LED 的几个主要生产商?LumiLeds
Osram
Cree
Nichia
东芝
目前常见的LED灯具
目前，市面上常见的LED灯具有如下：
LED地埋灯、 LED水底灯、 LED草坪灯、 LED轮廓灯、 LED彩虹管、 LED灯杯、 LED投光灯、 LED射灯、 LED地砖灯、 LED墙壁灯、 LED球泡等。
随着LED光效的提高的、关键技术的不断完善和优化，目前有多家企业推出了太阳能和大功率LED相结合的太阳能半导体路灯。
LED的颜色
LED通常仅发出一种颜色（单一窄光谱），有较高的颜色饱和度。
LED的显色性?由于单个LED发出的是窄光谱，所以其显色性很低．
虽然从理论上来讲RGB三色LED的显色指数可达85．但目前仅约60.
为了提高CRI到90以上,需在红色和绿色之间加入第四种颜色,琥珀色.
磷化物涂层加蓝或紫外线LED 的CRI范围在75-80之间.
一、 半导体发光二极管工作原理、特性及应用
（一）LED发光原理
发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、
GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的
I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发
光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。
进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光!
（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即
λ≈1240/Eg（mm）
式中Eg的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。
（二）LED的特性
1．极限参数的意义
（1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，LED发热、损坏。
（2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。
（3）最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。
（4）工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。
2．电参数的意义
（1）光谱分布和峰值波长：某一个发光二极管所发之光并非单一波长，该发光管所发之光中某一波长λ0的光强最大，该波长为峰值波长。
（2）发光强度IV：发光二极管的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管是指其轴线）方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为（1/683）W/sr时，则发光1坎德拉（符号为cd）。由于一般LED的发光二强度小，所以发光强度常用坎德拉(mcd)作单位。
（3）光谱半宽度Δλ:它表示发光管的光谱纯度.是指图3中1/2峰值光强所对应两波长之间隔.
（4）半值角θ1/2和视角：θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向（法向）的夹角。
半值角的2倍为视角（或称半功率角）给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线（法线）AO的坐标为相对发光强度（即发光强度与最大发光强度的之比）。显然，法线方向上的相对发光强度为1，离开法线方向的角度越大，相对发光强度越小。由此图可以得到半值角或视角值。
（5）正向工作电流If：它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在0.6·IFm以下。
（6）正向工作电压VF：参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。发光二极管正向工作电压VF在1.4～3V。在外界温度升高时，VF将下降。
（7）V-I特性：发光二极管的电压与电流的关系可用在正向电压正小于某一值（叫阈值）时，电流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，发光。由V-I曲线可以得出发光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。正向的发光管反向漏电流IR<10μA以下。
（三）LED的分类
1．按发光管发光颜色分
按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。
根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。
2．按发光管出光面特征分
按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。
由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类：
（1）高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。
（2）标准型。通常作指示灯用，其半值角为20°～45°。
（3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°或更大，散射剂的量较大。
3．按发光二极管的结构分
按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。
4．按发光强度和工作电流分
按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度<10mcd）；超高亮度的LED（发光强度>100mcd）；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。
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