你可曾思索过，手机屏幕呈现画面这一现象，路灯于夜晚点亮这一情况，遥控器实现对电视的控制这一行为，其背后所依赖的皆是同一个事物？那便是LED，它是一种体积微小但却有着关键重要性的电子元件。今天我们开展将这个在生活里处处存在的“发光高手”进行拆解的行动，从它的工作原理起始，再到不同颜色的分类情况，以此带领你达成对LED的完全理解。

从指示灯到照明主力

人们最早在视野里看到LED，它是作为电器上象老式收音机上那个小小的红色亮灯那样的指示灯出现的，那时它亮度低，只能告知人们“机器在通电”，不能用于照明，然而到了1990年代，白光LED被发明出来，情况完全改变了。

出现的白光LED使得LED从“信号灯”升级成“照明灯”。它有着长达数万小时的使用寿命，比传统灯泡要省电，并且还不容易破碎。如今，从家里的吸顶灯开始，到街道的路灯，再到汽车的大灯，LED已然全面取代了老式光源。

发光原理其实不复杂

选取一个平常可见的LED灯珠，将其予以拆解进行查看，其内部核心的组成部分乃是晶片。此晶片是由两种半导体材料拼接而成，其中一边为P型半导体，另一边为N型半导体，这两者交界的所在之处被称作PN结。当通上电流之后，电子以及空穴会在结区彼此相遇。

电子与空穴相碰撞之际，会将多余之能量以光子之形态释放而出。光子乃是光的最小单元，不同能量的光子对应着不同颜色的光线。此一过程效率甚高，电能几乎径直转化为光能，并非如白炽灯那般先将电转变为热又转变为光。

蓝光LED是关键突破

于所有色彩的LED里面，蓝色LED的发明所具意义最为重大。在1993年的时候，日本科学家成功地运用氮化镓材料制造出了具备高亮度的蓝色LED。在这之前，但此前，人类已然拥有了红色以及绿色LED，然而缺失了蓝色这一环，便无法拼凑出白光来。

照明行业要真正步入LED时代，是因为有了蓝光LED，白光能够通过蓝光照射黄色荧光粉得以获取，这种技术具备简洁可靠、成本低廉的特性。现今你所见到的绝大多数白色LED灯，其内部发光的核心实际上是蓝光晶片，并且外面包裹着一层荧光粉。

不同颜色各有用途

最早出现的是红色LED，其常用材料为磷砷化镓，它的正向电压大约是2V，主要被用于指示灯，以及汽车尾灯和显示屏的红色部分，由于红色光具有较强穿透能力，即便在雾天也能够看得清晰，所以在交通信号灯以及车灯上被大量使用。

氮化镓材料是绿色LED所主要使用的，然而其发光效率相较于蓝色的要低，在同样电流状况下亮度是不足够的，为对这一不足予以弥补，就需要多使用几颗绿色LED拼接在一起，它常常被应用于霓虹灯、显示器绿色之处以及液晶屏背光。

中心波长处于470纳米左右的蓝色LED，除用于照明外，还大量应用于液晶电视以及手机屏幕的背光模组之中。蓝光LED与黄色荧光粉相结合，便可制成白光LED，这乃是当前最为主流的照明方案。

特殊LED应用也很广

在除三色常见颜色之外，红外LED与紫外LED于各自领域发挥作用，红外LED于1962年被发现，其正向电压仅1.5V，低于红色及蓝色，我们日常所用遥控器、测距传感器、光电耦合器依靠红外LED运作。

以下提到的紫外LED具备这样的特性，其发光波长处于400纳米以下，并且该波长越是趋于短的方向，杀菌的效果就会越发优良。当下存在诸多此类状况，像是在冰箱、洗衣机以及净水器里面，均安装了紫外LED，使之发挥杀菌除臭的作用。与此同时，紫外LED还拥有另外层面的效能，亦可激发荧光粉，使其发出其他颜色的光线，进而应用于一些具有特殊性质的照明场景之中。

看懂参数才能选对灯

当进行LED挑选之际，存在着几个关键参数是需要予以留意的。峰值波长所代表的是，在LED发出的光谱里头，能量处于最高状态的那一个波长，工程师在对电路展开设计工作的时候，主要关注的便是这个。然而，人眼在实际当中所感受到的颜色，是需要借助主波长去进行衡量的，它跟峰值波长并非一定是相同的。

另外存在一个称作光强的概念，它所度量的是于单位立体角内所发出的光通量。部分LED的外面附加了透镜，能够将光线汇聚至一个方向，如此一来尽管总的光输出并未发生改变，可是在某一个方向上的光热增大了。 Consequently，同样都属于LED，添加了透镜的看起来更为明亮，适宜用于制作手电筒或者射灯。

理解了发光二极管的原理以及品类划分之后，于你下次再度购置灯泡之际，或者目睹道路上的信号灯之时，会不会额外多瞧上两眼其色彩以及明亮程度呢？你认为将来发光二极管还会于哪些全新领域施展作用，欢迎在评论区域分享你的见解。