1藍(lan)光InGaN/GaN 2 綠(lv)光(guang) GaP:N 3 紅光 GaP:Zn-O ;P|-+_6a\Y  
  4 紅外GaAs 5 Si光敏光電(dian)管 6 標準鎢(wu)絲燈(deng) P"+ l­t（3  
 ①是藍色(se)InGaN/GaN發光二極管，發光譜峰λp = 460～465nm； 0L=V^0Ob3F  
 ②是綠色GaP:N的LED，發光譜(pu)峰λp = 550nm； C*c|（M*!v  
 ③是紅色GaP:Zn-O的LED，發光譜峰λp = 680～700nm； %.Pk+qXfy  
 ④是紅(hong)外LED使用GaAs材料，發光譜峰λp = 910nm； （~:,1=[5  
 ⑤是(shi)Si光電二極(ji)管，通(tong)常作光電接收用。 8­gSVi.k  
 由圖可見，無論什么材料制成的LED，都有一(yi)個相(xiang)對光強(qiang)度zui強(qiang)處(chu)（光輸出(chu)zui大），與之相(xiang)對應有一(yi)個波長，此(ci)波長叫(jiao)峰(feng)值波長，用λp表示(shi)。只有單色光才有λp波長。 Lv/~<<-B  
 ⑵譜線寬度：在LED譜線的峰值兩側±△λ處(chu)，存在兩個光強(qiang)(qiang)等于峰值（zui大(da)光強(qiang)(qiang)度(du)）一(yi)半(ban)的點(dian)，此兩點(dian)分別對應λp-△λ，λp+△λ之間寬(kuan)度(du)(du)叫譜線寬(kuan)度(du)(du)，也稱(cheng)半(ban)功率(lv)寬(kuan)度(du)(du)或半(ban)高寬(kuan)度(du)(du)。 1b7ulDO  
 半高寬度反映譜線寬窄，即LED單色性的參數，LED半寬小于40 nm。 2W; \  
 ⑶主(zhu)波長：有的LED發光(guang)不單(dan)是(shi)單(dan)一色，即不僅有一個(ge)峰(feng)(feng)值(zhi)波(bo)長；甚至有多個(ge)峰(feng)(feng)值(zhi)，并非單(dan)色光(guang)。為此描(miao)述LED色(se)度(du)特性而(er)引入主波(bo)長。主波(bo)長就是人眼(yan)所能(neng)觀察到的，由LED發出主(zhu)要單色光的(de)波長。單色性越(yue)好，則λp也就是主(zhu)波長。 ^）fLN!SxQw  
 如GaP材料(liao)可發出多個峰(feng)值波長，而(er)主(zhu)波長只有一(yi)個，它會隨著LED長期工作，結溫(wen)升高而主波(bo)(bo)長偏(pian)向長波(bo)(bo)。 CQUsAJ$IY  
  2.3 光通量 T DT;Sj[  
 光通量F是表(biao)征LED總光(guang)輸出的輻(fu)射能(neng)量，它標志器件的性能(neng)優劣。F為(wei)LED向(xiang)(xiang)各個方向(xiang)(xiang)發(fa)光的能量(liang)之(zhi)和，它(ta)與工作電流直(zhi)接有(you)關。隨著電流增加(jia)，LED光(guang)通(tong)量隨之增大。可見光(guang)LED的光(guang)通量(liang)單位(wei)為流明(ming)（lm）。 [1]vKlF%% t  
  LED向外輻射的功率——光通量與芯片材料(liao)、封裝工藝(yi)水(shui)平(ping)及外加恒流源大(da)小有關(guan)。目(mu)前單色(se)LED的(de)光通量zui大約1 lm，白光LED的F≈1.5~1.8 lm（小(xiao)芯(xin)片），對于(yu)1mm×1mm的功率級芯片制成(cheng)白(bai)光(guang)LED，其F=18 lm。 _+= dR+O  
  2.4 發光效(xiao)率和(he)視覺(jue)靈敏(min)度 <PC?_U]|  
 ① LED效率(lv)有內部(bu)效率(lv)（pn結附(fu)近由電能(neng)(neng)轉化成光能(neng)(neng)的效率）與(yu)外(wai)(wai)部(bu)(bu)效率（輻射到外(wai)(wai)部(bu)(bu)的效率）。前者(zhe)只是(shi)用來分析(xi)和評價芯片優劣的特性。 Hf0@HVl2H  
  LED光電zui重要的特(te)性是用輻射(she)出光能(neng)量（發光量）與輸(shu)入電能(neng)之比(bi)，即發光效率。 @mH<q8­）|  
 ②視覺(jue)靈敏度是使(shi)用照明與光度學中一些(xie)參(can)量。人的(de)視覺(jue)靈敏度在λ = 555nm處有一個zui大值680 lm/w。若視覺靈敏度記為Kλ，則發光(guang)能量P與可見光通(tong)量F之(zhi)間關系為 P=∫Pλdλ ； F=∫KλPλdλ K+t{8s-6 s  
 ③發光效(xiao)率——量子效率(lv)η=發射的光(guang)子(zi)數/pn結載流子數=（e/hcI）∫λPλdλ 1Gz?WiL]  
 若輸入能量為W=UI，則發光能量(liang)效(xiao)率ηP=P/W hm$3wpo7  
 若光子能量hc=ev,則η≈ηP ，則總光通F=（F/P）P=KηPW 式中K= F/P &Y z`I^M  
 ④流明(ming)效率：LED的光(guang)通量(liang)F/外加耗電(dian)功率W=KηP 3 K?0w}  
 它是評價具有外封裝LED特(te)性，LED的(de)流明效率(lv)高指在同樣外加電流下輻射可見光的(de)能量較(jiao)大，故(gu)也叫可見光發光效率(lv)。 i|1n45r8­.  
 xQ' Ud0  
 以下列出幾種常見LED流明效(xiao)率(lv)(lv)（可見光發(fa)光效(xiao)率(lv)(lv)）：dh­U9  
  LED發光顏色 λp（nm）材料可見光發(fa)光效率(lv)（lm/w）外量子效率(lv) @e=2DR.{I  
 zui高值平均值 aK2%e`,n  
 紅光 700660650 GaP:Zn-OGaAlAsGaAsP 2.40.270.38 120.50.5 1~30.30.2 F ­?g~  
 黃光 590 GaP:N-N 0.45 0.1 &7LbtqZQC  
 綠光 555 GaP:N 4.2 0.7 0.015~0.15 P|9-K?_Tg&  
 藍光 465 GaN 10 v SpPi
N  
 白光譜帶(dai) GaN+YAG 小芯(xin)片(pian)1.6，大芯片18 m7~Bo4ETW>  
 品質優良的LED要(yao)求向外(wai)輻射的(de)光能量大(da)，向外(wai)發出(chu)的(de)光盡可能多，即外(wai)部效率要(yao)高(gao)。事實上，LED向(xiang)外發光僅是內(nei)部發光的一部分(fen)，總的發光效率應為 x eRALap  
  η=ηiηcηe ，式中ηi向為p、n結區少子注入效率(lv)，ηc為在(zai)勢壘區少子與多子復(fu)合效率，ηe為外部出(chu)光（光取出(chu)效率(lv)）效率(lv)。 I ;ynpJ&  
 由于LED材料折(zhe)射率很高ηi≈3.6。當芯片發出光在晶體材料與空(kong)氣(qi)界面(mian)時（無環(huan)氧封裝）若(ruo)垂直入射(she)，被(bei)空(kong)氣(qi)反(fan)射(she)，反(fan)射(she)率為(wei)（n1-1）2/（n1+1）2=0.32，反射出的占(zhan)32%，鑒于晶體本身對光有相當一(yi)部分的(de)吸(xi)收，于是(shi)大大降低了(le)外部出(chu)光效率(lv)。 {@Mq（-M  
 為了進一步提高外部出光效率ηe可采取以下措施：①用折(zhe)射率較(jiao)高的透明材料(liao)（環(huan)氧樹脂n=1.55并不(bu)理想）覆蓋在芯(xin)片表面；②把芯片晶體表面加工成半球形； E9F>-_i/  
 ③用Eg大的化(hua)合物(wu)半導體(ti)作襯(chen)底以(yi)減(jian)少晶體(ti)內光吸收。有人曾經(jing)用n=2.4~2.6的低熔點玻(bo)璃[成分As-S（Se）-Br（I）]且熱塑(su)性大的作封(feng)帽，可使(shi)紅外GaAs、GaAsP、GaAlAs的LED效率(lv)提高4~6倍(bei)。 （YE