led驱动芯片的原理大全

2021-03-17 17:02

  LED驱动芯片概览。


  人们在50年前就知道了半导体材料能发出光的led驱动芯片基本原理,在1962年,通用电气公司的NickHolonyakJr.发明了第一个可实际使用的可见光LED。LED是英文lightemittingdiode(LED)的缩写,它的基本结构是把一片发光的半导体材料放置在一个有引线的架子上,四周用环氧树脂密封,即固态封装,这样可以保护内部的芯线,所以LED的抗震性能很好。

  起初它被用来作为仪表指示光源,后来各种光色的LED广泛应用于交通信号灯、大面积的显示屏,产生了很好的经济和社会效益。就拿12英寸的红色红绿灯来说吧,美国原本使用寿命长,效率低的140瓦白炽灯作为光源,它能产生2000流的明光。经过红色滤镜,光线损失90%,留下的红光只剩下200流明。而且新设计的灯,Lumileds公司使用了18个红色LED光源,包括电路损耗,总共耗电14瓦,可以产生相同的光效。车灯也是LED光源应用的一个重要领域。

  LED驱动芯片设计原理。

  发光二极管(LightEmittingDiode)是一种固体半导体器件,能将电流直接转换成光。发光二极管的心脏是一种半导体晶片,晶片的一端与支架相连,一端为负极,另一端为电源的正极,这使得整个晶片由环氧树脂封装。该半导体芯片由两部分组成,其中一部分为P型半导体,其中以空穴为主;另一部分为N型半导体,这边以电子为主。但是当两个半导体连接在一起时,它们之间就会形成一个“P-N结”。由于电流通过导线,电子被推到P区,在P区中,电子与空穴结合,释放出能量,形成光子,这就是LED发光的原理。光波的波长即光色,是由形成P-N结的物质决定的。

  晶片发光原理。

  晶片内部的led结构图。

  LED晶片之分类。

  MB芯片的定义和特性。

  界定:MetalBonding(金属粘附)芯片;该芯片为UEC专利产品。

  特征:

  采用散热系数高的材料---Si作衬底,散热容易;

  "ThermalConductivity;GaAs:46W/m-K;GaP:77W/m-K;Si:125~150W/m-K;Cupper:300~400W/m-k;SiC:490W/m-K。

  通过金属层(waferbonding)连接磊晶层和基片,同时反射光子,避免基片被吸收。

  (3)以导电Si基板代替GaAs基板,使其具有良好的传热能力(导热系数差3~4倍),更适合于大电流驱动的场合。

  底部金属反光层,对提高光度和散热都有好处。

  (5)在Highpower领域可以增加尺寸和应用,eg:42milMB。

  GB芯片的定义及特性。

  界定:GlueBonding(粘合)芯片;该芯片属于UEC专利产品。

  特征:

  (1)透明的蓝宝石衬底取代了吸光型GaAs衬底,其发光能力比传统AS(Absorbablestructure)芯片高2倍以上,与TS芯片的GaP衬底相似。

  (2)晶片四面发光,有极好的晶片图。

  (3)亮度方面,整体亮度(8.6mil)已经超过了TS芯片的水平。

  (4)双电极结构,与TS单极片相比,其抗高电流能力稍差。

  TS芯片的定义及特性。

  transparentstructure(透明基片)芯片,它是HP公司专利产品。

  特征:

  (1)芯片工艺的制作比较复杂,远远超过ASLED。

  (2)卓越的信赖。

  三、透明GaP基板,不吸收光线,高亮度。

  四、广泛适用。

  芯片的定义和特征,AS芯片。

  界定:Absorbablestructure(吸收衬底)芯片;台湾LED光电产业经过近四十年的发展,对于这类芯片的研发、生产、销售已进入成熟期,各大企业在这方面的研发水平基本处于同一水平,差距不大。

  台湾晶片制造业起步较晚,亮度和可靠性都与大陆晶片产业尚有一定差距,此处所说的AS晶片,特别是UEC的AS晶片,eg:712SOL-VR,709SOL-VR,712SYM-VR,709SYM-VR等等。

  特征:

  四元芯片,采用MOVPE工艺制作而成,相对于普通芯片的亮度要高一些。

  二是良好的可信度;

  三、适用范围广。

  发光二极管晶片材料的磊晶类型。

  1.LPE:LiquidPhaseEpitaxy(液相磊晶法)玻璃纤维。

  2.VPE:VaporPhaseEpitaxy(GaAsP/GaAs气相磊晶法)。

  3.MOVPE:MetalOrganicVaporPhaseEpitaxyAlGaInP,GaN(有机金属气相磊晶法)。

  4.SH:GaAlAs/GaAsSingleHeterostructure(GaAlAs/GaAs,单一异型结构)

  5.DH:GaAlAs/GaAsDoubleHeterostructure,GaAlAs/GaAs是一种双重异型结构。

  6.DDH:GaAlAs/GaAlAsDoubleHeterostructure,GaAlAs/GaAlAs是一种双重异型结构。

  LED晶片的构成及发光特性。

  发光二极管的构成:主要由砷(AS)铝(AL)镓(Ga)铟(IN)磷(P)氮(N)锶(Si)等几种元素组成。

  发光二极管分类:

  根据发光亮度来划分:

  一般亮度:R,H,G,Y,E等。

  高亮度:VG,VY,SR等等。

  超高亮度:UG,UY,UR,UYS,URF,UE等。

  不可见光(红外线):R,SIR,VIR,HIR。

  红外接收管:PT型。

  光电管:光电管。

  二、按构成要素划分:

  二元晶片(磷,镓):H,G等。

  三元晶片(磷、镓、砷):SR,HR,UR等。

  三元硅(磷、铝、镓、铟):SRF,HRF,URF,VY,HY,UY,UYS,UE,HE,UG。

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