1藍(lán)光InGaN/GaN 2 綠光 GaP:N 3 紅光 GaP:Zn-O ;P|-+_6a\Y  
  4 紅外GaAs 5 Si光敏光電管 6 標(biāo)準(zhǔn)鎢絲燈 P"+ l­t（3  
 ①是藍(lán)色InGaN/GaN發(fā)光二極管，發(fā)光譜峰λp = 460～465nm； 0L=V^0Ob3F  
 ②是綠色GaP:N的LED，發(fā)光譜峰λp = 550nm； C*c|（M*!v  
 ③是紅色GaP:Zn-O的LED，發(fā)光譜峰λp = 680～700nm； %.Pk+qXfy  
 ④是紅外LED使用GaAs材料，發(fā)光譜峰λp = 910nm； （~:,1=[5  
 ⑤是Si光電二極管，通常作光電接收用。 8­gSVi.k  
 由圖可見，無(wú)論什么材料制成的LED，都有一個(gè)相對(duì)光強(qiáng)度zui強(qiáng)處（光輸出zui大），與之相對(duì)應(yīng)有一個(gè)波長(zhǎng)，此波長(zhǎng)叫峰值波長(zhǎng)，用λp表示。只有單色光才有λp波長(zhǎng)。 Lv/~<<-B  
 ⑵譜線寬度：在LED譜線的峰值兩側(cè)±△λ處，存在兩個(gè)光強(qiáng)等于峰值（zui大光強(qiáng)度）一半的點(diǎn)，此兩點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)λp-△λ，λp+△λ之間寬度叫譜線寬度，也稱半功率寬度或半高寬度。 1b7ulDO  
 半高寬度反映譜線寬窄，即LED單色性的參數(shù)，LED半寬小于40 nm。 2W; \  
 ⑶主波長(zhǎng)：有的LED發(fā)光不單是單一色，即不僅有一個(gè)峰值波長(zhǎng)；甚至有多個(gè)峰值，并非單色光。為此描述LED色度特性而引入主波長(zhǎng)。主波長(zhǎng)就是人眼所能觀察到的，由LED發(fā)出主要單色光的波長(zhǎng)。單色性越好，則λp也就是主波長(zhǎng)。 ^）fLN!SxQw  
 如GaP材料可發(fā)出多個(gè)峰值波長(zhǎng)，而主波長(zhǎng)只有一個(gè)，它會(huì)隨著LED長(zhǎng)期工作，結(jié)溫升高而主波長(zhǎng)偏向長(zhǎng)波。 CQUsAJ$IY  
  2.3 光通量 T DT;Sj[  
 光通量F是表征LED總光輸出的輻射能量，它標(biāo)志器件的性能優(yōu)劣。F為LED向各個(gè)方向發(fā)光的能量之和，它與工作電流直接有關(guān)。隨著電流增加，LED光通量隨之增大。可見光LED的光通量單位為流明（lm）。 [1]vKlF%% t  
  LED向外輻射的功率——光通量與芯片材料、封裝工藝水平及外加恒流源大小有關(guān)。目前單色LED的光通量zui大約1 lm，白光LED的F≈1.5~1.8 lm（小芯片），對(duì)于1mm×1mm的功率級(jí)芯片制成白光LED，其F=18 lm。 _+= dR+O  
  2.4 發(fā)光效率和視覺靈敏度 <PC?_U]|  
 ① LED效率有內(nèi)部效率（pn結(jié)附近由電能轉(zhuǎn)化成光能的效率）與外部效率（輻射到外部的效率）。前者只是用來(lái)分析和評(píng)價(jià)芯片優(yōu)劣的特性。 Hf0@HVl2H  
  LED光電zui重要的特性是用輻射出光能量（發(fā)光量）與輸入電能之比，即發(fā)光效率。 @mH<q8­）|  
 ②視覺靈敏度是使用照明與光度學(xué)中一些參量。人的視覺靈敏度在λ = 555nm處有一個(gè)zui大值680 lm/w。若視覺靈敏度記為Kλ，則發(fā)光能量P與可見光通量F之間關(guān)系為 P=∫Pλdλ ； F=∫KλPλdλ K+t{8s-6 s  
 ③發(fā)光效率——量子效率η=發(fā)射的光子數(shù)/pn結(jié)載流子數(shù)=（e/hcI）∫λPλdλ 1Gz?WiL]  
 若輸入能量為W=UI，則發(fā)光能量效率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流明效率：LED的光通量F/外加耗電功率W=KηP 3 K?0w}  
 它是評(píng)價(jià)具有外封裝LED特性，LED的流明效率高指在同樣外加電流下輻射可見光的能量較大，故也叫可見光發(fā)光效率。 i|1n45r8­.  
 xQ' Ud0  
 以下列出幾種常見LED流明效率（可見光發(fā)光效率）：dh­U9  
  LED發(fā)光顏色 λp（nm）材料可見光發(fā)光效率（lm/w）外量子效率 @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(lán)光 465 GaN 10 v SpPi
N  
 白光譜帶 GaN+YAG 小芯片1.6，大芯片18 m7~Bo4ETW>  
 品質(zhì)優(yōu)良的LED要求向外輻射的光能量大，向外發(fā)出的光盡可能多，即外部效率要高。事實(shí)上，LED向外發(fā)光僅是內(nèi)部發(fā)光的一部分，總的發(fā)光效率應(yīng)為 x eRALap  
  η=ηiηcηe ，式中ηi向?yàn)?/span>p、n結(jié)區(qū)少子注入效率，ηc為在勢(shì)壘區(qū)少子與多子復(fù)合效率，ηe為外部出光（光取出效率）效率。 I ;ynpJ&  
 由于LED材料折射率很高ηi≈3.6。當(dāng)芯片發(fā)出光在晶體材料與空氣界面時(shí)（無(wú)環(huán)氧封裝）若垂直入射，被空氣反射，反射率為（n1-1）2/（n1+1）2=0.32，反射出的占32%，鑒于晶體本身對(duì)光有相當(dāng)一部分的吸收，于是大大降低了外部出光效率。 {@Mq（-M  
 為了進(jìn)一步提高外部出光效率ηe可采取以下措施：①用折射率較高的透明材料（環(huán)氧樹脂n=1.55并不理想）覆蓋在芯片表面；②把芯片晶體表面加工成半球形； E9F>-_i/  
 ③用Eg大的化合物半導(dǎo)體作襯底以減少晶體內(nèi)光吸收。有人曾經(jīng)用n=2.4~2.6的低熔點(diǎn)玻璃[成分As-S（Se）-Br（I）]且熱塑性大的作封帽，可使紅外GaAs、GaAsP、GaAlAs的LED效率提高4~6倍。 （YE