一、led發(fā)光二極管結構、發(fā)光原理

led（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉化為光。

led的核心部分是由P型半導體（一種在硅或鍺等半導體材料中加入微量的硼、銦、鎵或鋁等三價元素的晶片）和N型半導體（一種在在硅或鍺等半導體材料中加入微量的磷、銻、砷等五價元素的晶片）組成的晶片（兩種半導體緊緊粘貼在一起），在p型半導體和n型半導體之間的過渡層，稱為p-n結。

在P型半導體中，空穴(晶體原子之間共價鍵上的價電子脫離后而形成的空洞。帶正電)叫多數(shù)載流子（導體或半導體的導電作用是通過帶電粒子的運動（形成電流）來實現(xiàn)的，這種電流的載體稱為載流子），電子(帶負電)叫少數(shù)載流子。而在N型半導體中，空穴(帶正電)叫少數(shù)載流子，電子(帶負電)叫多數(shù)載流子。加電后，在P型半導體和N型半導體的交界面就會出現(xiàn)一個具有特殊導電性能的薄層，也就是常說的PN結(PNJunctionTransistors)。PN結可以對P型半導體和N型半導體中多數(shù)載流子的擴散運動產生阻力，當對PN結施加正向電壓時，電流從LED的陽極流向陰極，PN結中少數(shù)載流子與多數(shù)載流子進行復合，多余的能量就會以光子的形式釋放出來，也就是我們所看到的光。從而把電能直接轉換為光能。而在PN結加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。 當它處于正向工作狀態(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結的材料決定的。光的強弱與電流有關。

通過對其中發(fā)光材料的研究，人們逐漸開發(fā)出各種光色、光效率越來越高的LED元件。通常晶片附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來，所以能起到保護內部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。

二、led發(fā)光顏色

普通單色發(fā)光二極管的發(fā)光顏色與發(fā)光的波長有關，而發(fā)光的波長又取決于制造發(fā)光二極管所用的半導體材料。

光，—般是指可見光，可見光光譜的波長范圍為380nm～760nm（說明：可見光的波長范圍占電磁波的波長范圍一少部分，可以認為光是一種電磁波，但光又有區(qū)別于一般電磁波的特性，所以光具有波粒二象性，即光既具有波的特性，如干涉、衍生等現(xiàn)象；同時又具有一般粒子束的特性。

可見光透過三棱鏡可以呈現(xiàn)出紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色組成的光帶，這光帶依次排列的圖案稱為光譜。其中紅光波長最長，紫光波長最短，其它各色光的波長則依次介于其間?？梢姽獾墓庾V中是沒有白色光的，因為白光不是單色光，而是由多種單色光合成的復合光，正如太陽光是由七種單色光合成的白色光，而彩色電視機中的白色光也是由三基色紅、綠、藍合成。

紅640—780nm

橙640—610

黃610—530

綠505—525

藍505—470

紫470—380

紅外線：在可見光紅色光以外(>0.76微米)的人眼感覺不到的光線，紅外線（近紅外線，波長為0.75～1.50μm之間；中紅外線，波長為1.50～6.0μm之間；遠紅外線，波長為6.0～l000μm 之間。）和無線電波；波長短于紫色光的(<0.4微米)有紫外線。

紫外線：在可見光紫色光以外的人眼感覺不到的光線，紫外線是電磁波譜中波長從0．01—0．40微米（可見光紫端到X射線間）輻射的總稱。

短波紫外線：簡稱UVC。是波長200NM－280NM的紫外光線。短波紫外線在經過地球表面同溫層時被臭氧層吸收。不能達到地球表面，對人體產生重要作用（如：皮膚癌患者增加）。因此，對短波紫外線應引起足夠的重視。（致癌）

中波紫外線：簡稱UVB。是波長280NM－320NM的紫外線。中波紫外線對人體皮膚有一定的生理作用。此類紫外線的極大部分被皮膚表皮所吸收，不能在滲入皮膚內部。但由于其階能較高，對皮膚可產生強烈的光損傷，被照射部位真皮血管擴張，皮膚可出現(xiàn)紅腫、水泡等癥狀。長久照射皮膚會出現(xiàn)紅斑、炎癥、皮膚老化，嚴重者可引起皮膚癌。中波紫外線又被稱作紫外線的曬傷（紅）段，是應重點預防的紫外線波段。（曬傷）

長波紫外線：簡稱UVA。是波長320NM－400NM的紫外線。長波紫外線對衣物和人體皮膚的穿透性遠比中波紫外線要強，可達到真皮深處，并可對表皮部位的黑色素起作用，從而引起皮膚黑色素沉著，使皮膚變黑，起到了防御紫外線，保護皮膚的作用。因而長波紫外線也被稱做“曬黑段”。長波紫外線雖不會引起皮膚急性炎癥，但對皮膚的作用緩慢，可長期積累，是導致皮膚老化和嚴重損害的原因之一。（曬黑、老化）

三、led發(fā)光應用

紫外光led：

就是放出的光在紫外線的頻率范圍里的led，可用于驗鈔機上是紫外線燈，LED材料的帶隙越寬，其發(fā)光波長越短。氮化鎵鋁和氮化鋁LED可發(fā)出紫外光。他看起來是淡藍的，是因為它除了發(fā)出紫外線外還發(fā)出少量藍光和紫光，真