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《《論文_半導(dǎo)體發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)(定稿)》》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、半導(dǎo)體發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)學(xué)院：XX班級(jí)：XX學(xué)號(hào)：XX姓名：XX摘要:半導(dǎo)體照明具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，能夠應(yīng)用在各種各樣的彩色和白色照明領(lǐng)域。發(fā)展半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)具有重大意義，能緩解能源危機(jī)，改善環(huán)境污染問題，有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。本文在介紹半導(dǎo)體照明特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，論述了半導(dǎo)體照明研究進(jìn)展，分析了我國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的相關(guān)技術(shù)問題，最后對(duì)半導(dǎo)體照明工程發(fā)展趨勢(shì)作了展望。關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體照明、發(fā)光二極管、節(jié)能與環(huán)保引言：1879年，愛迪生發(fā)明了第一只作為熱輻射電光源的碳絲白熾燈,使人類從漫長(zhǎng)的火光照明時(shí)代進(jìn)入了電氣照
2、明時(shí)代，第一次革命性地改變了人們的照明方式，拉開了人類現(xiàn)代文明的帷幕。照明電光源經(jīng)歷了白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度氣體放電燈三代產(chǎn)品,光效不斷提高，耗電量不斷下降，對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展起了至關(guān)重要的作用。今天，人們?cè)陉P(guān)注光照效率的同時(shí)，更注重照明方式對(duì)環(huán)境的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，乂一種新型電光源…發(fā)光二極管照明（LED）即半導(dǎo)體照明，真正引發(fā)了電光源照明技術(shù)的質(zhì)變，以其體積小、壽命長(zhǎng)、耐閃爍、抗震動(dòng)、色彩豐富、安全可控、節(jié)能環(huán)保、無紫外線和紅外線輻射等全面優(yōu)勢(shì)掀起了第四次電光源技術(shù)革命，將電光源照明推進(jìn)到節(jié)能環(huán)保的時(shí)代。半導(dǎo)體照明應(yīng)用的意義，
3、絕不亞于前幾次照明領(lǐng)域的技術(shù)革命。因?yàn)榘雽?dǎo)體照明將作為最有效的節(jié)能和環(huán)保的手段，將通過改善人類牛存環(huán)境、發(fā)展照明的新概念和新模式來改善和提高人類的&活質(zhì)量。1?半導(dǎo)體照明的特點(diǎn)1.1半導(dǎo)體照明的機(jī)理所謂半導(dǎo)體照明，是指利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過載流子發(fā)生復(fù)合，釋放出過剩能量引起光子反射，直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色的光。LED的核心PN結(jié)，具有止向?qū)?、反向截止等特性。?dāng)PN結(jié)施加止向電壓，電流從LED的陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體品體發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流大小有關(guān)，電流越大，發(fā)光亮度越
4、高［1］。1.2半導(dǎo)體照明的優(yōu)點(diǎn)在同樣亮度下，半導(dǎo)體燈的電能消耗僅為白熾燈的八分之一，因此半導(dǎo)體照明的應(yīng)用將大大節(jié)約能源，同時(shí)還將減少二氧化碳的排放量［2］。2003年，我國(guó)照明用電共2292億度。按照每年增長(zhǎng)5%計(jì)算,到2010年，照明用電可達(dá)3225億度以上。假如到2010年有三分之一以上的白熾燈被半導(dǎo)體照明技術(shù)所取代，那么一年可節(jié)約照明用電1000億度，節(jié)省原煤0.5億噸，減少?gòu)U氣及塵渣排放量約667萬噸。因此用10?15年時(shí)間，投資50億至100億元發(fā)展半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)，相當(dāng)于僅用三峽工程5%的投入，就能再造一個(gè)“綠色三峽工程”［
5、3］。除節(jié)能與環(huán)保外，半導(dǎo)體照明還具有響應(yīng)速度快、無頻閃、長(zhǎng)壽命、無輻射、無電磁干擾、無有毒氣體等優(yōu)點(diǎn)［4］。而且，該光源還具有體積小、重量輕、免維護(hù)、易控制、使用安全、光效強(qiáng)，以及能適應(yīng)各種惡劣條件等優(yōu)點(diǎn)。另外LED結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，其結(jié)構(gòu)中無活動(dòng)和易損壞的部件，是一種全固體結(jié)構(gòu)，能夠經(jīng)受得住振動(dòng)和沖擊。2?半導(dǎo)體照明的發(fā)展現(xiàn)狀［5,6?12］目前小功率LED照明只能用于特種照明領(lǐng)域，廣泛使用的照明光源還是白光LED。我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)已有一定的基礎(chǔ)，但與國(guó)外先進(jìn)水平相比有較大差距，包括材料、芯片、封裝、設(shè)備及如何提高發(fā)光效率和產(chǎn)品合格率。（
6、1）光譜質(zhì)量和光源穩(wěn)定性問題。與用于顯示的光源不同，照明光源對(duì)光譜質(zhì)量和光源穩(wěn)定性有非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，LED在這點(diǎn)上目前仍有較大差距。燈光的顏色一致性也和當(dāng)重要，目前LED器件要滿足這個(gè)顏色一致性要求還有相當(dāng)大的困難。（2）發(fā)光效率問題。提高LED的發(fā)光效率最主要的方法是改進(jìn)半導(dǎo)體發(fā)光材料與LED芯片的結(jié)構(gòu)和制造工藝。（3）高功率問題。作為普通照明，單個(gè)LED輸出的光通量必須足夠大。小功率LED組成的照明燈具為了達(dá)到照明的需要，必須集中多個(gè)LED才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，缺點(diǎn)是線路復(fù)雜，散熱不暢，為平衡各個(gè)LED之間的電流電壓關(guān)系必須設(shè)計(jì)復(fù)雜的供
7、電電路。相比之下，大功率LED單體的功率遠(yuǎn)大于若干個(gè)小功率LED的總和，允許工作電流較大，且供電線路相對(duì)簡(jiǎn)單，散熱結(jié)構(gòu)完善，使用壽命更長(zhǎng)，所以大功率LED器件必將代替小功率LED器件。目前，世界半導(dǎo)體照明技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)集中在藍(lán)光、紫光、白光以及大功率高亮度芯片。但大功率芯片的生產(chǎn)設(shè)備國(guó)外也尚處于研制階段，而且大的耗散功率、大的發(fā)熱量、高的出光效率給封裝工藝、設(shè)備和材料提出了新的更高的要求。大功率LED的批量生產(chǎn)目前只有美國(guó)的LUMILEDS公司比較成熟，是當(dāng)前世界上最亮的產(chǎn)品。(4)散熱問題。若LED管芯結(jié)溫度超過標(biāo)準(zhǔn)限定值，將導(dǎo)
8、致不可恢復(fù)性光強(qiáng)衰減。大功率LED在工作屮會(huì)產(chǎn)生大量熱量，如果在封裝方式上不能有效解決散熱問題，將會(huì)降低其性能并縮短使用壽命，因此有效解決散熱和熱應(yīng)力問題至關(guān)重要。顯然，設(shè)計(jì)較大輸入功率的LED器件和燈具，
