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BOB简介

BOB结构以及发光原理

  BOB(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。BOB的心脏是一个半导体的晶片,
   晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是BOB发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。
  最初BOB用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的BOB在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命,低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色BOB光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。 汽车信号灯也是BOB光源应用的重要领域。
  对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。1998年发白光的BOB开发成功。这种BOB是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成。GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射,峰值550nm。蓝光BOB基片安装在碗形反射腔 BOB灯具图片
中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。 BOB基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。现在,对于InGaN/YAG白色BOB,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000K的各色白光。这种通过蓝光BOB得到白光的方法,构造简单、成本低廉、技术成熟度高,因此运用最多。
  上个世纪60年代,科技工作者利用半导体PN结发光的原理,研制成了BOB发光二极管。当时研制的BOB,所用的材料是GaASP,其发光颜色为红色。经过近30年的发展,现在大家十分熟悉的BOB,已能发出红、橙、黄、绿、蓝等多种色光。然而照明需用的白色光BOB仅在近年才发展起来,这里向读者介绍有关照明用白光BOB。
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