2024年6月12日发(作者：赵范)
2、ＬＥＤ的工作原理
发光二极管（ＬＥＤ）是一种能把电能转化为光能的固体器件，它的结构主要由ＰＮ
结芯片、电极和光学等系统组成。ＬＥＤ的基本工作原理是一个电光转换的过程，当一个
正向偏压施加于ＰＮ结两端，由于ＰＮ结势垒的降低，Ｐ区的正电荷将向Ｎ区扩散，Ｎ区
的电子也向Ｐ区扩散，同时在两个区域形成非平衡电荷的积累。由于电流注入产生的少数
载流子相对不稳定，对于ＰＮ结系统，注入到价带中的非平衡空穴要与导带中的电子复合，
其中多余的能量将以光的形式向外辐射，电子和空穴的能量差越大，产生的光子能量就越
高。能量级差大小不同，产生光的频率和波长就不同，相应的光的颜色就会不同。LED工
作原理如图2所示。
3、ＬＥＤ的光参数
3.1 光通量
光通量是光源在单位时间内发出的光量，即辐射功率（或辐射通量）能够被人眼视觉系统
所感受到的那部分有效当量。光通量的符号为Φ，单位为流明（Lｍ）。
根据光谱辐射通量Φ（λ），由下式可确定光通量：
Φ=Km■Φ（λ）gV（λ）dλ
式中，Ｖ（λ）—相对光谱光视效率；
Km—辐射的光谱光视效能的最大值，单位为Lｍ/Ｗ。１９７７年由国际计量委员会
确定Km值为６８３Lm/W（λｍ＝５５５ｎｍ）.
3.2 光强度
光源在给定方向上的发光强度I是该光源在该方向的立体角元内传输的光通量ｄΦ除
以该立体角元ｄΩ之商，即：
I=■
发光强度的单位是坎德拉（ｃｄ），１ｃｄ＝１Lｍ/１ｓｒ。空间各个方向的光强之和
就是光通量。
3.3 光亮度
光源发光表面上某一点处的亮度L，是该面元ｄＳ在给定方向上的发光强度除以该面
元在垂直于给定方向平面上的正投影面积之商，即：
L=■
单位为坎德拉每平方米（ｃｄ/ｍ２）。当发光表面与测量方向垂直时，则ｃｏｓθ＝１。
3.4 光照度
表面上一点的照度E是入射在包含该点面元上的光通量ｄΦ除以该面元面积ｄＳ之
商。即：
E=■
2024年6月12日发(作者：赵范)
2、ＬＥＤ的工作原理
发光二极管（ＬＥＤ）是一种能把电能转化为光能的固体器件，它的结构主要由ＰＮ
结芯片、电极和光学等系统组成。ＬＥＤ的基本工作原理是一个电光转换的过程，当一个
正向偏压施加于ＰＮ结两端，由于ＰＮ结势垒的降低，Ｐ区的正电荷将向Ｎ区扩散，Ｎ区
的电子也向Ｐ区扩散，同时在两个区域形成非平衡电荷的积累。由于电流注入产生的少数
载流子相对不稳定，对于ＰＮ结系统，注入到价带中的非平衡空穴要与导带中的电子复合，
其中多余的能量将以光的形式向外辐射，电子和空穴的能量差越大，产生的光子能量就越
高。能量级差大小不同，产生光的频率和波长就不同，相应的光的颜色就会不同。LED工
作原理如图2所示。
3、ＬＥＤ的光参数
3.1 光通量
光通量是光源在单位时间内发出的光量，即辐射功率（或辐射通量）能够被人眼视觉系统
所感受到的那部分有效当量。光通量的符号为Φ，单位为流明（Lｍ）。
根据光谱辐射通量Φ（λ），由下式可确定光通量：
Φ=Km■Φ（λ）gV（λ）dλ
式中，Ｖ（λ）—相对光谱光视效率；
Km—辐射的光谱光视效能的最大值，单位为Lｍ/Ｗ。１９７７年由国际计量委员会
确定Km值为６８３Lm/W（λｍ＝５５５ｎｍ）.
3.2 光强度
光源在给定方向上的发光强度I是该光源在该方向的立体角元内传输的光通量ｄΦ除
以该立体角元ｄΩ之商，即：
I=■
发光强度的单位是坎德拉（ｃｄ），１ｃｄ＝１Lｍ/１ｓｒ。空间各个方向的光强之和
就是光通量。
3.3 光亮度
光源发光表面上某一点处的亮度L，是该面元ｄＳ在给定方向上的发光强度除以该面
元在垂直于给定方向平面上的正投影面积之商，即：
L=■
单位为坎德拉每平方米（ｃｄ/ｍ２）。当发光表面与测量方向垂直时，则ｃｏｓθ＝１。
3.4 光照度
表面上一点的照度E是入射在包含该点面元上的光通量ｄΦ除以该面元面积ｄＳ之
商。即：
E=■