LED光源的LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半導體制成的，其核心是PN結。因此😜它具有一般P-N結的I-V特性，即正向導通，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發光特性。在正向電壓下，電子由N區~注入P區💯，空穴由P區注入N區。進入對方區域的少數載流子（少💑🏾子）一部分與多數載流子（多子）複合而發光。
假設發光是在P區中發生的，那麽注入的電子與價帶空穴直接複合而發光，或者先被發光中心捕獲後，再與空穴複合發光。除了這種發光複合外，還有些電子被非發👧🏾光中心（這個中心介于導帶、介帶中間附近）捕獲，而後再與空穴複合，每次釋☠️放的能量💕不大，不能形😜成可見光。發ˇ光的複合量👾相對于非發光複合量的比例越大，光量子效率越高。由于複合是在少子擴散區内發光的，所以光僅在靠近PN結面數🙂↔️μm以内産生。
理論和實踐證明，光的峰值波長λ與發光區域的半導體材料帶隙Eg有關，即 λ≈1240/Eg（mm）
式中Eg的單位爲
電子伏特（eV）。若能産生可見光（波長在380nm紫光～780nm紅光），半導體材料的Eg應👽在3.26～1.63eV之間。比紅光波長長的光爲紅外光。已有紅外、紅、黃、綠及藍光發光二極管，但其中藍光
二極管成本、價格很高，使用不普遍。
照明特性
極限參數
（1）允許功耗Pm:允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之👩🏼❤️👨🏾積的最大值。超過此值，LED發熱、損壞。
（2）最大正向直流電流IFm：允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極管。
（3）最大反向電壓VRm：所允許加的最大反向電壓。超過此值，發光二極🧑🏽❤️💋🧑🏻管可能被擊穿損壞。
（4）工作環境topm:
發光二極管可正常工作的環境溫度範圍。低于或高于此溫度😈範圍，發光二極管将不能正常工作，效率大大降低。
不改變材質的前提下，在LED的極限範圍内，提高亮度的手段就是提高電流，随着電流升高，LED發熱量會劇增。使💘用過LED光源便攜投影機的，或微投的朋友，一定都深有體會，LED光🤶🏾源的投🤑影機，非常熱，而㊙️且普遍會有明顯的噪音。這些産品，機身小是一方面，關鍵還是👯🏾♂️其自身發熱量較大所緻。
随着功率的增加，LED的散熱問題顯得越來越突出，大量🧎🏻♀️➡️實際應用表明，LED不能加大輸入功率的基本原因，是由🔞于LED在工作過程中會放出大量的熱，使管芯結溫迅速上升，熱💔阻變大。輸入功率越高，發熱效應越大。溫度的升高将導緻器件性能變化與衰減，非輻射複合增加，器件的漏電流增加，半導體材料缺陷👩🍼增長，金屬電極電遷移，封裝用
環氧樹脂黃化等等，嚴重影響LED的光電參數。甚至使功率LED失效。因此，對🧜🏼♀️于LED器件，降低熱阻與結溫、對發光二極管的熱特性進行研究顯😌得日趨重要。
可靠性
LED驅動電源壽數偏低的一個重要原因是驅動電源所需的鋁電解💘電容的壽數缺乏，首要原因是長時間作業時🧎🏻♀️➡️LED燈内部的環境🏃🏻♀️溫度很高，緻使鋁電解電容的電解👧🏾液很快被耗幹，壽數大爲縮短，通常隻能作業5千小💫時左右。而🧜🏼♀️LED光源的壽數是5萬小🛌🏻時，因而鋁電解電容😸的作業壽數就成爲了
LED驅動電源壽數的短肋。
如今有些供貨商爲了處理這個難題，創造了無鋁電解👱🏼♂️電容的LED驅動電源計劃。但并不是所有的LED驅動電源供貨商都擁護這種做法。陳嵘指出：“當前量産的LED驅動電源中沒有一款是選用了無電解電容的驅動計劃，由于沒有😁它的話，許多試驗規範通不過，如EMI測驗和無閃爍測驗。”
而選用鋁電解電容的LED驅動電源計劃很簡單通常以上測驗，
pcb抄闆若是換成薄膜電容和
陶瓷電容或钽電容，情況如何呢？薄膜電容要到達一樣的電容量（通常爲100-220uF），體積就會很大，并且本錢也太高，陶瓷電容通常容量太小，如用多個陶瓷電容完成這麽大的容量，占闆面積和本錢都太大，钽電容要具有這麽大容~量，一是太🧑🏻❤️🧑🏼貴，而是耐壓太低達不到需求🥑️，因而換成其它任何品種👌的電容，基本上不是體積太大，就是太貴，如爲了這些缺陷換成容量較小的👨🦰電容，消除紋波的👽作用就沒有那麽好，許多出口産👯🏾♂️品所需的嚴厲認證測驗目标就無法經過，因而當🧑🏽🎄前高質量的LED驅動電源仍是遍及選用鋁電解👼🏾電容。
許多供貨商聲稱的無電解電容LED驅動電源計劃，很ˇ可能🛌🏻僅僅去掉了AC輸入端的鋁電解電容，恒流輸出端的鋁電解電容應該是🙈很難去掉或代替的。
一家公司推出了一款可
TRIAC調光的内嵌了驅動電源的13WLED燈泡，這款根據SSL2102的驅動電源計劃選用了鋁電解電容。當筆者問及該燈泡的作業壽數時，鋁電👽解電容的作業壽數難題肯定會影響到整個LED燈泡的壽數，但👀能夠采🤑納一些物理方法來減😈輕這個難題，如将鋁電解電容在PCB上方位接近燈尾，通😜常來說，最接近
LED光源有些的溫度最高，可到達100-200℃，散熱金屬外殼有些其次，通常爲🏊🏿♀️100℃左右💯，燈尾有些最低，通常爲70℃左右，因而隻需注重🧑🏻❤️🧑🏼把鋁✋電解電容的方位接近燈尾，其壽數就不會衰減得太兇猛。咱們🔞的試驗标明，它的壽數還可到達1萬小時左右，相當于10年使用時間，這關于通常家庭用戶來說，十年換一次LED燈泡基本上是能夠承👯🏾♂️受的。
綠色環保
不含汞、鉛等對環境污染很大的
重金屬，發光時不會産生紫外線，因此LED照明不會象傳統的燈具那樣有很多蚊蟲圍繞在光源旁使環境變得👌更加👺幹淨衛整潔；金屬殼💔恒流驅動的創新設計使産品電能轉換
成光效率非常高。
獨特優勢
(一)節約能源：LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其🛌🏻發光效率可達80―90%。筆者還将
LED燈與普通白熾燈、
螺旋節能燈及T5
三基色熒光燈做了一番比較，結果顯示：普通白熾燈的光效爲12lm/w，壽☠️命小于💫2000小時，螺旋節能燈的光效爲60lm/w，壽命小于8000小時👋，T5熒光燈則爲96Alm/w，壽命大約爲10000小時，而直徑爲5毫米的
白光LED爲20―28lm/w，壽命可大于100000小時。有人還預測，未來的LED壽命上限将無窮大。
一般人都認爲，節能燈可節能4/5是偉大的創舉，但LED比節😮💨能燈還要節能1/4，這是固體光源更偉大的改革。除此之外，LED還具有其他🧑🏾🎄優勢，光線質量高，基本上無輻射，屬于典型的綠色照明光源；可靠耐用，維護費用極爲低廉等等。正因爲LED具有以上其他固體光源還無法匹敵的特點，10年後LED将是照明行業的主流光源。
(二)安全環保：LED的工作電壓低，多爲1.4―3V;普通LED工作電流僅爲🎅🏿10mA，超高亮度的也不過1A。LED在生産過程中不要添加“汞”，也不需要充氣，不需要玻璃外殼，抗沖擊性好，抗震性好，不😁易破碎，便于運輸，非常環保，被稱爲”綠色能源”。
(三)使用壽命長：LED體積小、重量輕，外殼爲環氧樹脂封😍裝，不僅可以保護内部芯片，還具有透光聚光的能力。LED使用壽命普遍在5萬―10萬小時之間，因爲LED是半導體器件,即🏃🏻♀️使是頻繁的開🙂↕️關，也不會影響到使用壽命。當今家用照明主要使用的是白熾燈、熒~光燈及節能熒光燈。
(四)響應速度快：LED的響應頻率fτ與注入少數載流子的壽命τmc有關，如😥GaAs材料制成的LED，其τmc一般在1―10ns 範圍内，則響應頻率約爲16―160MHz，這樣🧛🏾♀️高的響應頻率對于顯示6.5MHz的視頻信号來說🙆🏿已經足夠了，這也是實現視頻 LED大屏幕的關鍵因素之一。
LED響應時間最低的已達1微秒，一般的多爲幾個毫秒，約爲🚶🏾♀️➡️普💔通光源響應時間的1/100。因此可用于很多高頻環境，如
汽車刹車燈或狀态燈，可以縮短車後車輛的刹車時間，從而提👽高安全性。
(五)發光效率高：白熾燈、鹵鎢燈的光效爲12-24lm/w(流明/瓦)，熒光燈的光😸效爲50―70lm/w，鈉燈的光效爲90―140lm/w，大部分的耗電變成熱量損耗。而LED的光效經改善後可達到50―200lm/w，且光的單色性好、光💫譜窄，無需過濾就可直🥑️接發出有色可見光。
(六)LED元件的體積小：更加便于各種設備的布置和設😍計，而且🥑️能夠更好地實現夜景照明中“隻見燈光不見光源”的效果。
(七)LED光線能量集中度高：集中在較小的波長窗口内，純🔞度高。
(八)LED發光指向性強：亮度衰減比傳統光源低很多。
(九)LED低壓直流電即可驅動：具有負載小、幹擾弱的優點,對使用環境要求較低。
(十)可較好控制發光光譜組成：從而能夠很好地用于博物館以🧎🏻♀️➡️及展覽館中的局部或重點照明。
(十一)可控制半導體發光層、半導體材料禁止帶幅的大小：從而發出各種顔色的光線，且彩度更高。
(十二)顯色性高：不會對人的眼睛造成傷害。
照明規範
随着LED陸續導入室内、
室外照明市場，LED照明價格也大幅下降，但品質參差不齊也導緻問題叢生🧛🏽，據指出，各地陸續訂定LED照明規範，多項強制性照明标準将從2012年起上路，将可望加速淘汰劣質品🤑的惡性競争，進而帶動LED照明市👩🍼場洗牌效應。
由于LED照明應用日趨普遍及多元，台灣經濟部标準局陸續制定多項LED
照明标準，繼
LED路燈規範制定腳步領先世界各國公布，2010年底又頒布3項😥常見LED室内燈标準，包括LED T8直管燈管、
LED投光燈以及輕鋼架燈(含平闆燈)等，業界指出，盡管相關标準規範已💔定，但LED路燈經過多年推廣，到2012年才可望擴大安裝，由于政府導入緩慢加上預算編列作業，估計要到2013~2014年才可望釋出😮💨采購标😗案。
盡管大陸LED産業發展如火如荼，但由于各地區氣候💔環境差異過大，因此産業标準尚未進入國家标準項目，由各省份🤶🏾各自主導😍推動地區性LED照明标準建立，不過據指出，大陸發改委将通過LED照明的技術規範，以室内
LED筒燈爲優先項目，預料在技術規範定案後，2012年在大陸十👌二五👯🏾♂️規劃推動下，中央公布LED
室内照明的補助财政方案将可望擴大實施。
至于LED照明産品輸入歐盟必須通過CE認證，而考量電磁輻射😁對🏊🏿♀️人體可能會造成危害，歐盟也宣布于2013年起，強制執行人體電🙂↔️磁輻射安全規範标準。
随着美國環保署于2011年10月公布新版固态照明燈具及🏊🏾♀️光源産🙈品🏊🏿♀️上市規範，業界指出，備受關注的LM-80的光衰測試，預計将從2012年4月起強制實施，在新規範上路後，未來北美市場燈具廠商将優先采購通過LM-80驗證的LED産品，對于未受驗💫證的台灣LED封裝及晶粒廠，日後進軍美國市場恐将遭受阻礙。
由于LM-80的光衰驗證需經過6,000小時測試，耗時長達6~8個月，部👽分LED業界認爲，LED産品規格及技術日新月異，在經過💫長達數個月後😥，LED照明驗證标準可能又将改變，故對此認證仍抱持存疑，不過工研= 表示，LM-80被視爲進入美國市場的入場券，廠商必須出具LM-80(LED流明維持率)試驗的報告證書💁🏼♀️，才能取得能源之星标章，北美照明工程學會(IES)也已訂出LM-80的光衰減檢測标準，不僅爲LED應用産品提供量測标準，也爲🤑消費者提供品質保證，将成爲全球共通的檢測标準。
波長：光的色彩強弱變化，是可以通過數據來描述，這種數據👾叫🧜🏼♂️波長。我們能見到的光的波長，範圍在380至780nm之間，單位：納👻米（nm）。
亮度：亮度是指物體明暗的程度，定義是單位面積的發光強度，單💑🏾位：
尼特（nit）。
光強：指光源的明亮程度，也即表示光源在一定方向和範圍内發出的可見光輻射強弱的物理量，單位：燭光（cd）。
光通量：光源每秒鍾所發出的可見光量之總和，單位：
流明（Lm）。
光效：光源發出的光通量除以光源的功率，它是衡量光源節能的😸重要指标，單位：每瓦流明（Lm/w）。
顯色性：光源對物體呈現的程度，也就是顔色的逼真程度，通常叫做"顯⛹🏻♀️色指數"，室内顯色性通常表示爲Ra，以數值表示，Ra100爲日光😜下的顯色☠️性。
色溫：光源發射光的顔色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時，黑體的溫度稱爲該光源的色溫，隻有白🛌🏻光才有色溫， 單位：
開爾文（k）。
眩光：視野内有亮度極高的物體或強烈的亮度對比，所😮💨造成的視覺不舒适稱爲眩光，眩光是影響照明質量的重要🧜🏼♂️因素。
同步性：兩個或兩個以上LED燈在不規定時間内能正常按程😘序設😈定的方🧑🏻❤️🧑🏼式運行，一般指内控方式的LED燈，同步性是LED燈實現協調變化的基本要求。
防護等級：
IP防護等級是将燈具依其防塵、防濕氣之特性加以分級，由兩個👨🦰數字所組😝成，第一個數字代表燈具防塵、防止外👽物侵入的🙂↕️等級😺（分0-6級），第二個數字代表燈具防濕氣💫、防水侵入的密封程度（分0-8級），數字越大表示其防護等級越高。
光度測量：根據給定的光效函數，如V(λ)和V’(λ)，測量輻射量的方法。
驅動方案一般來說有兩種：線性驅動和開關型驅🧎🏻♀️➡️動。
線性驅動應用是一種最爲簡單和最爲直接的驅動應用方😌式。在照明級白光LED應用中，雖然存在着效率低、調節性差等問題，但是由于其電路簡單、體積小巧，能滿足一些特定的場合👹應用較🙈多。
開關型驅動可以獲得良好的電流控制精度和較✋高👱🏼♂️的總體效率,應用方式主要分爲降壓式和升壓式兩大類。降壓式開關驅動是針對電源電壓高于✋LED的端電壓或者😍是多個🧑🏽❤️💋🧑🏻LED采用并聯驅動情況下的應用。升壓式開關驅動是針對電源電壓低于LED的端電👽壓或者是多👾個LED采用串聯驅動情況下💁🏼♀️的應用。
一般認爲,隔離型驅動安全但效率較低,非隔離型驅動效率較高,應按實際使用的要求來選。
設計一般的基本
LED驅動器照明應用相對較簡單，但是如果還需要其它功能如相位控制調光和功率因子校正(PFC)，設計就變得複🧑🏽❤️💋🧑🏻雜。無功率因子校正功能的非調光LED驅動器通常包含一個👻離線式開關電源，用于恒定電流下調節輸💕出。
LED驅動器的後端架構包含一個具有短路保護功能🙈的電流調節電路。可以利用線性調節電路達到這一目的，然而這種方法本身效率低下，因此适用低輸出電流，通常不會應用到多級架構中去。替代方法是使用簡單的、具有電流回饋功能的降壓穩壓器電路，以便限制了輸出電流超過期望的LED驅動電🧜🏼♀️流。其抵消了總LED正向電壓随溫度和器件容差💑🏾的變化，還限制了出現短路或其它故障條件時的電流,從而能夠保護驅動器免遭損壞。
LED照明燈具裏，底燈，吊燈，投射燈等裝飾用，反射用途⛹🏻♂️的LED照明燈具可以完全勝任于任何場合，包括美術館，博物館等對顔色💫度要求較高的場所。但是對于商場，寫字樓等大規模設施來說，作爲大範圍照明的
LED燈具雖然已經誕生，但是其指向性(
LED芯片發出的光是直線，發散性不好)太高，造成大面積内設計平均的照度很困難。燈管型LED照明燈具排列過密，設🏃🏿♀️➡️計成本過高，失去節能效果。因此，現階段裝飾用途場合，LED照明🏊🏾♀️燈具完全可用，大面積室内照明還不成熟。
1）信号指示應用：信号照明是LED單色光應用比較廣泛也是比較㊙️早的一個領域，約占LED應用市場的4%左右。
2）顯示應用:
指示牌、廣告牌、
大屏幕顯示等，LED用于顯示屏幕的應用約占LED應用的20%—25%，顯示屏幕可分💑🏾爲單色和彩色。
3）照明應用：
①便攜燈具：手電筒、頭燈、礦工燈、潛水燈等；②汽車用燈：
高位刹車燈、刹車燈、轉向燈、倒車燈等，大功率的LED已被大量用于汽😮💨車照🙉明中。
④背光照明：普通電子設備功能顯示背光源、筆記本電腦背光源、大尺寸超大尺寸
LCD顯示器背光源等，LED作爲手機顯示的背光源是LED應用最廣泛的領域。
⑤投影光源：投影儀用RGB光源。
⑥普通照明：各類通用
照明燈具、照明光源等分爲商業照明和家居照明。
