半导体照明教程PDF电子书下载

第1章 光 视觉 颜色 1

1.1光 1

1.1.1光的本质 1

1.1.2光的产生和传播 2

1.1.3人眼的光谱灵敏度 5

1.1.4光度学参数 5

1.2视觉 6

1.2.1作为光学系统的人眼 6

1.2.2视觉的特征与功能 7

1.3颜色 8

1.3.1颜色的性质 8

1.3.2国际照明委员会色度学系统 9

1.3.3色度学及其参数 10

第2章 光源 12

2.1自然光源 12

2.1.1太阳 12

2.1.2月亮和行星 12

2.2人工光源 13

2.2.1人工光源的发明和发展 13

2.2.2白炽灯 13

2.2.3卤钨灯 14

2.2.4荧光灯 14

2.2.5低压钠灯 16

2.2.6高压放电灯 17

2.2.7无电极放电灯 18

2.2.8发光二极管 19

2.3照明的经济核算 20

第3章 半导体发光材料晶体导论 22

3.1晶体结构 22

3.1.1空间点阵 22

3.1.2晶面与晶向 23

3.1.3闪锌矿结构、金刚石结构和纤锌矿结构 24

3.1.4晶体缺陷及其对发光的影响 25

3.2能带结构 27

3.3半导体晶体材料的电学性质 29

3.3.1费米能级和载流子 29

3.3.2载流子的漂移和迁移率 30

3.3.3电阻率的载流子浓度 30

3.3.4载流子寿命 30

3.4半导体发光材料的条件 31

3.4.1带隙宽度合适 31

3.4.2可获得电导率高的P型和N型晶体 31

3.4.3可获得完整性好的优质晶体 31

3.4.4发光复合概率大 32

第4章 半导体的激发与发光 34

4.1 PN结及其持性 34

4.1.1理想的PN结 34

4.1.2实际的PN结 37

4.2注入载流子的复合 38

4.2.1复合的种类 38

4.2.2辐射型复合 38

4.2.3非辐射型复合 40

4.2.4辐射复合与非辐射复合之间的竞争 41

4.3异质结构和量子阱 41

4.3.1异质结构 41

4.3.2量子阱 43

第5章 半导体发光材料体系 46

5.1砷化镓 46

5.2磷化镓 47

5.3磷砷化镓 49

5.4镓铝砷 51

5.5铝镓铟磷 52

5.6铟镓氮 52

第6章 半导体照明光源的发展 56

6.1 21世纪新光源——半导体照明光源 56

6.2发光二极管的发展 56

6.3发光二极管材料生长方法 59

6.4高亮度发光二极管芯片结构 60

6.5发光二极管器件结构进展 62

6.6照明用LED的特征参数和近期发展 62

第7章 半导体发光材料外延生长 67

7.1半导体发光材料外延生长方法 67

7.2磷砷化镓氢化物气相外延生长（HVPE） 67

7.3磷化镓的液相外延 68

7.4镓铝砷的液相外延 70

7.5铝镓铟磷MOCVD 70

7.6铟镓氮MOCVD 77

7.6.1 GaN PN结LED 78

7.6.2双气流法 78

7.6.3 N2中热退火制P型GaN 79

7.6.4器件生长 79

7.6.5重要技术问题 81

第8章 LED芯片制备技术 83

8.1光刻技术 83

8.2氮化硅生长 83

8.3扩散 83

8.4欧姆接触电极 84

8.5氧化铟锡（ITO）透明电极 86

8.6表面粗化 87

8.7微透镜技术 88

8.8光子晶体 88

8.9激光剥离（LLO） 89

8.10倒装芯片技术 90

8.11垂直结构芯片技术 90

8.12 芯片切割 92

8.13三维芯片 92

第9章 白光发光二极管 95

9.1新世纪光源的研制目标 95

9.2人造白光的最佳化 95

9.3荧光粉转换白光LED 98

9.4多芯片白光LED 102

第10章 LED封装技术 106

10.1 LED器件的设计 106

10.1.1设计原则 106

10.1.2电学设计 106

10.1.3热学设计 107

10.1.4光学设计 108

10.1.5视觉因素 110

10.2 LED封装技术 112

10.2.1小功率LED封装 112

10.2.2 SMD LED的封装 114

10.2.3大电流LED的封装 115

10.2.4功率LED的封装 116

10.2.5功率LED组件 122

10.2.6铟镓氮类LED的防静电措施 123

第11章 发光二极管的测试 125

11.1发光器件的效率 125

11.1.1发光效率 125

11.1.2功率效率 125

11.1.3量子效率 125

11.2发电器件的电学参数 126

11.2.1伏安特性 126

11.2.2总电容 127

11.3光电响应参数 128

11.4光度学参数 128

11.4.1法向光强I0的测定 128

11.4.2发光强度角分布（半强度角和偏差角） 129

11.4.3总光通量的测量 130

11.4.4量值传递 132

11.5色度学参数 133

11.5.1光谱分布曲线 133

11.5.2色度坐标测量 134

11.5.3显色指数 134

11.5.4色温和相关色温测量 135

11.6热学参数（结温、热阻） 135

11.7静电耐受性 136

第12章 发光二极管的可靠性 138

12.1 LED可靠性概念 138

12.1.1可靠性的含义 138

12.1.2可靠度的定义 139

12.1.3 LED可靠性的相关概念 139

12.2 LED的失效分析 141

12.2.1芯片的退化 141

12.2.2环氧系塑料的寿命分析 143

12.2.3 LED器件的寿命分析 144

12.2.4荧光粉的退化 145

12.3可靠性试验 146

12.3.1小功率LED环境试验 147

12.3.2功率LED环境试验 148

12.4寿命试验 149

12.4.1小功率LED的寿命试验 149

12.4.2功率LED（白光）长期工作寿命试验 149

12.4.3功率LED加速寿命试验 150

12.5可靠性筛选 152

12.5.1功率老化 152

12.5.2高温老化 152

12.5.3湿度试验 152

12.5.4高低温循环 152

12.5.5其他项目的选用 153

12.6例行试验和鉴定验收试验 153

12.6.1例行试验 153

12.6.2鉴定验收试验 153

第13章 半导体照明驱动与控制 155

13.1 LED驱动技术 155

13.1.1 LED的电学性能特点 155

13.1.2电源驱动方案 155

13.1.3驱动电路基本方案 156

13.1.4 LED驱动器的特性 160

13.1.5 LED与驱动器的匹配 161

13.2 LED驱动器 165

13.2.1电容降压式LED驱动器 165

13.2.2电感式LED驱动器 165

13.2.3电荷泵式LED驱动器 165

13.2.4 LED恒流驱动器 167

13.2.5高压线性恒流驱动器 167

13.3 LED集成驱动电路资料摘编 168

13.4控制技术 170

13.4.1调光 170

13.4.2调色 170

13.4.3调色温 171

13.4.4智能照明 172

第14章 半导体照明应用——景观照明 173

14.1通用照明的范围和分类 173

14.2半导体照明应用产品开发原则 173

14.2.1要从LED的优点出发开发应用产品 174

14.2.2应用产品市场启动的判据——照明成本 175

14.2.3应用产品的技术关键是散热 175

14.2.4遵循功率由低到高、技术由易到难的原则 175

14.3照明灯具通则 176

14.3.1反射器的基本形式 176

14.3.2折射器的基本形式 177

14.3.3灯具的分类 178

14.4景观照明 181

14.4.1景观照明的功能作用 181

14.4.2光源选择以LED为佳 183

14.4.3 LED景观灯具 183

14.4.4 LED景观照明典型工程 190

14.4.5景观照明规范化 194

第15章 半导体照明应用——道路照明 196

15.1道路照明质量指标 196

15.1.1路面的平均亮度 196

15.1.2路面的亮度均匀度 196

15.1.3眩光控制水平 197

15.1.4环境照明系数 199

15.1.5视觉引导性 199

15.2道路照明的标准 199

15.3道路照明方式 202

15.3.1灯杆照明 202

15.3.2高杆照明 203

15.3.3悬索照明 203

15.3.4栏杆照明 203

15.4道路照明的现场测量 204

15.5传统道路照明光源使用现状 205

15.6 LED路灯是半导体照明中冒出的黑马 206

15.7 LED路灯技术 208

15.7.1光学设计 208

15.7.2散热设计 208

15.7.3 LED路灯的驱动电源 209

15.8 LED太阳能路灯 210

15.9 LED隧道灯 211

15.10光源效率和照明系统整体效率 212

第16章 半导体照明应用——室内照明 214

16.1办公室照明 214

16.1.1集中办公区 214

16.1.2单元办公区 215

16.1.3会议办公区 215

16.1.4综合办公区 216

16.1.5公共区域 216

16.1.6办公室照明的发展趋势 216

16.1.7 LED照明在办公室的应用案例 218

16.2商场照明 219

16.2.1超级市场照明 219

16.2.2百货商店照明 219

16.2.3专卖店和旗舰店照明 221

16.3工厂车间照明 222

16.4住宅照明 223

16.4.1住宅照明设计 224

16.4.2住宅照明的功能和要求 224

16.5学校照明 225

16.6医院照明 226

16.7室内照明LED光源和灯具 227

第17章 半导体照明的光品质 234

17.1色纯度 234

17.2显色性 234

17.3舒适度 237

17.4 LED色温 238

17.5智能化LED生物节律照明 239

第18章 半导体照明技术、市场现状和展望 240

18.1材料 240

18.1.1衬底 240

18.1.2外延 241

18.1.3芯片技术 242

18.2制造和测试设备 243

18.3 LED器件和组件 244

18.4照明灯具系统 245

18.5智能控制LED照明工程系统 247

18.6中国半导体照明产业 247

18.7全球半导体照明产业发展趋势 248

18.8全球半导体照明产业展望 249

18.9有机发光二极管进展 249

18.10 LED的非视觉应用进展 251

附录A思考题答案 254

参考文献 266