一、LED芯片工作原理  

LED全稱是Light Emitting Diode，即發光二極管。隨著紅、綠、藍色等LED芯片製造技術的不斷發展和成熟，幾乎所有顏色的光都能夠由LED發出。LED燈在照明、顯示、標識、交通信號等領域都有廣泛的應用。  

在探究LED燈發光原理前，我們(men) 需要先了解一下半導體(ti) 工作機製。半導體(ti) 是一種介於(yu) 導體(ti) 和絕緣體(ti) 之間的物質，它具有介電性、半導電性和導電性。半導體(ti) 在高溫下能夠導電，而在低溫下則變成不導電體(ti) 。  

半導體(ti) 中，等離子體(ti) 是非常重要的一個(ge) 概念，它是在電子和空穴(電子的空位)之間的電離氣體(ti) 。當外加一個(ge) 電壓時，半導體(ti) 中的電子和空穴會(hui) 被激發到導帶和價(jia) 帶，從(cong) 而形成等離子體(ti) 。而當電子和空穴複合時，就會(hui) 散發出能量，這就是半導體(ti) 中的複合放電現象。  

了解了半導體(ti) 的基本工作原理，我們(men) 再來看看LED燈的發光原理。LED燈的發光原理是利用半導體(ti) 材料的特性，以及P-N結的正向導通和反向截止狀態，通過外加電壓，使原本不互相複合的電子和空穴，在P-N結區域重新結合，從(cong) 而產(chan) 生光子的能量，這就是LED燈的發光原理。  

LED芯片通常由一層P型半導體(ti) 和一層N型半導體(ti) 組成。P型半導體(ti) 中有很多空穴，N型半導體(ti) 中則有很多自由電子。當將兩(liang) 者組合在一起時，空洞和自由電子會(hui) 進行混合衰減，電子的能級會(hui) 降低，這就是P-N結的基本原理。通過了解LED燈的發光原理，我們(men) 可以更好地理解半導體(ti) 的工作方式。隨著科技的進步和半導體(ti) 技術的不斷發展，相信LED燈將會(hui) 在更多的領域得到廣泛的應用，為(wei) 我們(men) 的生活帶來更多的便利和舒適。

二、LED芯片應用  

1、汽車應用中的LED  

在汽車內(nei) 外，照明設備中用得較多的還是白熾燈，但設計師與(yu) 汽車製造商正在逐漸采納LED，開始時LED可能隻用於(yu) 豪華型汽車，但慢慢會(hui) 過渡到大多數汽車 上。LED的較大賣點之一是具有很長的平均無故障工作時間(MTBF)，LED照明器件的使用壽命一般都要超過汽車本身的壽命。

有很多種LED產(chan) 品，其封裝和器件適合儀(yi) 表板、空調、收音機和電子開關(guan) 等汽車內(nei) 部照明設備使用。例如那些SMT器件就非常適合汽車儀(yi) 表板使用。多用途的 3mm和5mm注塑燈仍是汽車內(nei) 部照明設備和外部照明設備的候選產(chan) 品，目前這些器件已被廣泛應用於(yu) 中央高位安裝停止燈(CHMSL)設備中。

對內(nei) 部和外部照明設備來說，LED汽車燈裝置與(yu) 白熾燈裝置的熱設計有很大不同。這是因為(wei) 白熾燈會(hui) 產(chan) 生相當大的熱量，而白熾燈泡能承受這樣的高溫環境。 LED燈陣列所產(chan) 生的熱量一般要比白熾燈少，但LED燈的較大內(nei) 部溫度必須保持在推薦的上限範圍以內(nei) 才能保持LED的可靠工作，如果超出LED燈的較高結溫，就可能由於(yu) 環氧材料的膨脹而導致導線粘結劑或被抬高的LED裸片發生突發性故障。在濕度比較高的熱循環或加強型熱循環環境中，這些故障會(hui) 顯得尤其突 出。

LED燈的較大內(nei) 部結溫受限於(yu) 環氧封裝材料的熱膨脹特性。與(yu) 汽車白熾信號燈設計相比，由於(yu) 存在較大結溫的限製，LED汽車信號燈設計必須認真考慮熱設計問題。  

2、用於(yu) 照明的LED  

傳(chuan) 統LED燈中使用的芯片是0.25×0.25mm大小，而照明用的LED一般都要在1.0× 1.0mm以上。專(zhuan) 注於(yu) 結構化裸片成型的設計工作-台式結構、倒金字塔結構和倒裝芯片設計能夠改善LED的發光效率，從(cong) 而使芯片發出更多的光。

封裝設計方麵的革新包括將高傳(chuan) 導率的金屬塊用作基底、倒裝芯片設計和裸盤澆鑄式引線框等，這些方法都能設計出可高功率、低熱阻的器件，而且這些器件能比以 前的器件照度更大。

目前一個(ge) 典型的高光通量LED器件能夠產(chan) 生幾流明到數十流明的光通量。更新的設計可以在一個(ge) 器件中集成更多的LED，或者在單個(ge) 組裝件中安裝多個(ge) 器件，從(cong) 而使輸出的流明數相當於(yu) 小型白熾燈。例如，一個(ge) 高功率的12芯片單色LED器件能夠輸出200流明的光能量，所消耗的功率在10到15瓦之間。 LED已經被廣泛應用於(yu) 各種照明設備中，如電池供電的閃光燈、微型聲控燈、安全照明燈、室內(nei) 室外道路和樓梯照明燈以及建築物與(yu) 標記連續照明燈。

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