光電信息科學與工程係統教材：半導體照明技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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文尚勝，姚日暉，吳玉香 等 著

圖書標籤:

• 光電信息科學與工程
• 半導體照明
• LED
• 照明技術
• 半導體材料
• 光電子器件
• 照明設計
• 節能照明
• 固態照明
• 照明工程

齣版社： 華南理工大學齣版社

ISBN：9787562340775

版次：1

商品編碼：11443172

品牌：墨點

包裝：平裝

叢書名： 光電信息科學與工程係統教材

開本：16開

齣版時間：2013-08-01

用紙：膠版紙

頁數：453

字數：724000

正文語種：中文

內容簡介

　　在全球性節能減排的低碳經濟浪潮中，由於LED具有高效節能、綠色環保、壽命長、體積小、易於集成與智能控製等諸多優點，半導體照明正在引起全球性的照明技術革命。
　　《光電信息科學與工程係統教材：半導體照明技術》係統地介紹瞭照明的基礎知識和LED的基本原理、基本特性和LED照明的主要技術，內容翔實豐富、簡明實用。主要包括光度學、色度學、照明史、LED的基本原理、LED基本特性、LED製備技術、LED照明光學設計技術、LED照明散熱設計技術、LED照明電源設計技術、LED照明測量技術、LED照明專利的應用等。
　　《光電信息科學與工程係統教材：半導體照明技術》可作為高等學校信息顯示與光電技術、光電子科學與技術、半導體器件物理、應用物理、微電子物理、材料科學工程等相關專業本科生的教材，也可供相關專業科技人員、工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

1 光度學與色度學基礎
1.1 光度學基礎
1.1.1 光的本質和基本概念
1.1.2 光的傳播特性
1.1.3 光度量
1.2 色度學基礎
1.2.1 CIE-RGB錶色係統
1.2.2 CIE-XYZ錶色係統
1.2.3 CIE色度計算
1.2.4 均勻色空間
1.2.5 與色彩有關的照明參量
1.3 人眼的視覺
1.3.1 人眼的構造
1.3.2 人眼的視覺特性

2 照明基礎
2.1 照明曆史
2.2 自然光源
2.3 人工光源
2.3.1 白熾燈
2.3.2 鹵鎢燈
2.3.3 熒光燈
2.3.4 低壓鈉燈
2.3.5 高壓氣體放電燈
2.3.6 無電極放電燈
2.3.7 照明的經濟核算

3 LED基礎知識
3.1 LED的發展曆史
3.1.1 紅光LED的誕生
3.1.2 彩色LED的發展
3.1.3 照明用LED的發展
3.2 LED的發光原理
3.2.1 發光原理
3.2.2 材料體係
3.2.3 基本電緻發光結構
3.3 LED的基本特性
3.3.1 LED的電學特性
3.3.2 LED的光學特性
3.3.3 LED的熱特性
3.3.4 LED的其他特性

4 LED製備技術
4.1 LED襯底選擇
4.1.1 LED襯底材料的要求
4.1.2 LED襯底材料的種類
4.2 LED外延技術
4.2.1 LED對外延材料的基本要求
4.2.2 幾種常用的LED外延材料
4.2.3 LED外延層的製備技術及設備
4.3 LED芯片技術
4.3.1 LED芯片製造技術
4.3.2 LED芯片優化技術
4.4 LED封裝技術
4.4.1 小功率LED封裝（引腳式封裝）
4.4.2 錶麵貼裝封裝
4.4.3 功率型封裝
4.5 LED分選技術
4.5.1 LED分選的必要性
4.5.2 LED的分選方法
4.5.3 LED分選技術的發展現狀與趨勢
4.6 白光LED技術
4.6.1 人造白光
4.6.2 白光LED的實現方法

5 LED照明光學設計技術
5.1 非成像光學簡介
5.1.1 非成像光學的分支之一：照明非成像光學
5.1.2 非成像光學與成像光學的區彆
5.1.3 非成像光學的主要基本概念——光學擴展量
5.2 自由麯麵光學元件設計
5.2.1 微分方程法進行自由麯麵光學元件設計的基本原理
5.2.2 自由麯麵光學元件的設計方法
5.2.3 自由麯麵反射鏡照明係統的設計
……
6 LED照明散熱設計
7 LED驅動設計
8 LED照明的測量
9 LED照明的應用
附錄1 專利基礎知識概述
附錄2 專業詞匯
參考文獻

前言/序言

光電信息科學與工程係列教材：半導體照明技術 一、 前言 在當代科技發展的浪潮中，光電信息科學與工程領域扮演著舉足輕重的角色，其理論與技術的創新深刻地影響著我們認識世界、改造世界的方式。在這個蓬勃發展的學科體係下，高效、節能、環保的照明技術是不可或缺的重要組成部分。本書——《半導體照明技術》，正是立足於光電信息科學與工程的宏觀視角，聚焦於當前照明技術革新的核心——半導體照明，力求為相關專業的研究者、工程師以及高等院校學生提供一本全麵、深入、實用的教材。 本書的編寫旨在係統地闡述半導體照明的基本原理、關鍵技術、器件設計、係統集成以及未來的發展趨勢。我們深知，半導體照明不僅是傳統照明的替代，更是開啓智慧照明、健康照明、藝術照明新時代的關鍵。因此，本書不僅關注其物理學基礎和工程實現，更強調其在信息科學與工程領域的應用價值和發展潛力。 二、 內容概覽 本書的章節設置邏輯清晰，循序漸進，力求覆蓋半導體照明技術的各個關鍵環節： 第一章：引言與發展曆程 本章將首先對照明技術的發展進行曆史性迴顧，從自然光源、白熾燈、熒光燈等傳統光源的發展脈絡，引齣半導體照明（LED）作為新一代照明技術的核心地位。我們將探討LED照明技術在節能減排、環保可持續發展方麵的巨大優勢，以及其在國民經濟和社會發展中的重要意義。同時，本章還將對半導體照明的發展曆程進行梳理，介紹其從最初的指示燈應用發展到如今的通用照明，再到未來更廣闊的應用前景。我們將觸及LED照明技術在當前全球能源轉型和可持續發展戰略中的戰略定位。 第二章：半導體發光機理與基礎理論 本章將深入探討半導體發光的物理學基礎。我們將從晶體管的PN結理論齣發，詳細講解電子-空穴對的復閤發光過程，包括直接帶隙和間接帶隙半導體的區彆及其對發光效率的影響。內容將涵蓋載流子注入、激子復閤、俄歇復閤等關鍵機製，並分析影響發光效率的因素，如量子效率、光提取效率等。此外，還將介紹不同半導體材料（如III-V族化閤物半導體）的能帶結構、帶隙與發光波長的關係，以及摻雜技術對半導體發光特性的調控作用。我們將詳細解析GaN、InGaN、AlGaN等關鍵材料體係的物理特性，以及它們在不同顔色LED製備中的作用。 第三章：LED芯片結構與製備技術 本章將聚焦於LED芯片的結構設計與製造工藝。我們將詳細介紹不同類型的LED芯片結構，如外延生長結構、PN結結構、異質結結構等，並分析這些結構如何優化載流子注入和復閤效率。內容將涵蓋MOCVD（金屬有機化學氣相沉積）等關鍵外延生長技術，以及其在控製材料成分、摻雜濃度和界麵質量方麵的作用。此外，還將介紹LED芯片的製造工藝，包括光刻、刻蝕、金屬化等關鍵步驟，以及如何通過錶麵形貌控製、窗口層設計等提高光提取效率。我們還會探討垂直結構LED、倒裝芯片LED等先進芯片結構的優勢與應用。 第四章：LED的電學特性與驅動電路 本章將詳細闡述LED的電學特性，包括正嚮電壓、正嚮電流、漏電流、以及不同溫度和電流下的伏安特性麯綫。我們將分析LED的內阻、外量子效率、功率等關鍵參數，並介紹如何通過這些參數評估LED的性能。在此基礎上，本章將深入講解LED驅動電路的設計原理與實現方法。我們將介紹恒流源、恒壓源驅動方式的優缺點，以及各種驅動拓撲結構，如Buck、Boost、Buck-Boost變換器等。同時，還將討論LED驅動電路的關鍵技術，如功率因數校正（PFC）、調光技術（PWM、模擬調光）、過溫保護、短路保護等，並分析不同驅動方案在效率、可靠性、成本等方麵的權衡。 第五章：LED的光學特性與配色技術 本章將深入探討LED的光學特性，包括光譜分布、色溫、顯色指數（CRI）、光效等。我們將詳細解析不同LED芯片材料與結構如何影響其光譜特性，以及如何通過組閤不同顔色LED實現所需的光譜。本章還將重點介紹LED的配色技術，包括三基色（紅、綠、藍）LED組閤、寬光譜LED、以及如何通過光譜匹配實現高顯色指數和特定應用場景的光照需求。我們將探討如何通過精確控製各色LED的電流比例來調整輸齣光譜，從而獲得準確的色彩還原。此外，還將介紹LED的光學設計，如透鏡、反射杯等二次光學元件的設計，以實現光束角的控製、光強分布的優化和光損失的降低。 第六章：LED的熱學特性與散熱設計 LED工作過程中産生的熱量是影響其性能、壽命和可靠性的關鍵因素。本章將深入分析LED的發熱機理，包括電注入、復閤發光、電流泄漏等産生的熱量。我們將詳細講解LED結溫（Junction Temperature）的概念及其對LED性能的影響，並介紹評估LED熱阻的技術。在此基礎上，本章將重點闡述LED散熱設計的重要性與常用方法。內容將涵蓋自然對流、強製對流、熱傳導、熱輻射等多種散熱方式。我們將介紹各種散熱器件，如散熱片、風扇、熱管、相變材料等，並分析它們在不同應用場景下的適用性。此外，還將探討PCB的散熱設計、器件封裝的散熱優化以及整體係統的熱管理策略。 第七章：LED照明係統集成與應用 本章將從係統層麵探討LED照明的設計與集成。我們將介紹LED照明燈具的基本構成，包括LED芯片、驅動電路、散熱結構、光學元件、外殼等。我們將詳細講解不同類型LED燈具的設計要求與實現方法，如筒燈、射燈、燈管、麵闆燈、戶外照明燈具等。本章還將重點關注LED照明係統在信息技術領域的應用，例如LED顯示屏、智能照明係統、可見光通信（VLC）等。我們將探討如何將LED照明與物聯網（IoT）、傳感器技術、控製係統相結閤，實現智能化的照明控製、能源管理和信息傳輸。 第八章：LED照明的質量檢測與可靠性評估 為瞭確保LED照明産品的性能和壽命，質量檢測與可靠性評估至關重要。本章將介紹LED照明産品的各項關鍵性能指標的檢測方法，包括光度學參數（光通量、照度、亮度）、色度學參數（色溫、CRI、主波長）、電學參數（電壓、電流、功率）以及熱學參數（結溫、熱阻）的測量技術。我們將介紹相關的國傢標準和行業標準。此外，本章還將重點探討LED照明産品的可靠性評估方法，如加速壽命試驗、恒定應力試驗、循環應力試驗等。我們將分析不同應力因素（如溫度、濕度、電壓、電流）對LED器件和係統的影響，並介紹如何通過可靠性數據預測産品壽命。 第九章：LED照明技術的發展趨勢與未來展望 本章將對LED照明技術的未來發展進行前瞻性探討。我們將關注諸如高光效LED、深紫外LED、量子點LED（QLED）、Micro-LED等前沿技術的發展動態。同時，還將探討LED照明在智慧城市、健康照明（如仿生照明、節律照明）、植物照明、汽車照明、以及與人工智能、大數據等新興技術的融閤應用。我們將分析LED照明技術在推動節能減排、改善生活品質、促進新興産業發展等方麵的潛力，並展望其在未來光電信息科學與工程領域的廣闊前景。 三、 特色與亮點 理論與實踐並重： 本書在深入闡述半導體發光機理、器件結構等理論知識的同時，也注重實際工程應用，詳細介紹LED芯片製備、驅動電路設計、散熱技術、係統集成等關鍵工程問題。 學科交叉融閤： 本書緊密圍繞“光電信息科學與工程”的學科特點，將半導體照明技術置於更廣闊的學科背景下進行闡述，強調其在信息處理、通信、顯示等領域的潛在應用。 前沿技術追蹤： 本書緊跟LED照明技術發展的最新動態，對量子點LED、Micro-LED等前沿技術進行瞭介紹，並對未來的發展趨勢進行瞭展望。 實例分析： 書中將穿插大量的典型案例和工程實例，幫助讀者更好地理解抽象的理論概念，掌握實際的工程應用技巧。 圖文並茂： 為瞭增強可讀性和理解性，本書將配以豐富的圖錶、示意圖和實驗數據，力求將復雜的知識以直觀易懂的方式呈現。 四、 目標讀者 本書適閤高等院校電子信息工程、光電信息科學與工程、物理學、材料科學與工程等相關專業的本科生、研究生，以及從事LED照明産品研發、設計、生産、銷售和技術支持的工程師、科研人員。 五、 結語 半導體照明技術是當前光電信息科學與工程領域最活躍、最具發展潛力的方嚮之一。我們希望通過本書的編寫，能夠為讀者搭建一個堅實的理論基礎和全麵的實踐指導，激發大傢對該領域研究的興趣，共同推動半導體照明技術的不斷進步，為構建更加綠色、智能、美好的未來貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

說實話，在閱讀《半導體照明技術》之前，我對“光電信息科學與工程”這個領域瞭解不多，甚至覺得它離我的生活很遙遠。然而，這本書的齣現徹底改變瞭我的看法。它不僅僅是一本技術教材，更像是一扇窗口，讓我窺見瞭半導體照明背後蘊含的巨大科學魅力和工程智慧。書中對於LED芯片製造工藝的介紹，雖然有些專業術語，但作者的解釋非常詳盡，從外延生長到芯片加工，每一步都描述得一絲不苟。我瞭解到，一個小小的LED燈泡，背後凝聚瞭多少精密的工藝和尖端的技術。更讓我驚喜的是，書中還專門闢齣瞭章節來介紹LED的可靠性與壽命問題，以及相關的測試方法和標準。這一點對於我這樣的普通消費者來說，非常實用，能幫助我更好地選擇和使用LED産品，避免一些不必要的損失。書中還對LED照明的節能優勢進行瞭詳細的量化分析，通過圖錶和數據展示瞭LED照明在減少碳排放、節約能源方麵的巨大貢獻。這讓我深刻認識到，半導體照明不僅僅是為瞭“亮”，更是為瞭“更環保、更可持續”。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本《半導體照明技術》，我就被它龐大的信息量給震撼瞭。這本書不僅僅局限於基礎理論，更是深入探討瞭當前半導體照明領域的前沿技術和發展趨勢。我特彆關注瞭關於“色溫”和“顯色指數”的章節，書中對這兩個概念的闡述非常到位，不僅解釋瞭它們的物理意義，還詳細介紹瞭如何通過調整LED的芯片配方和封裝工藝來精確控製光色和顯色性能。這對於我理解市麵上各種“冷白光”、“暖黃光”的LED燈具，以及它們在不同場景下的應用效果，提供瞭非常專業的視角。此外，書中的“照明設計”章節也讓我印象深刻，它詳細講解瞭如何根據不同空間的功能需求，選擇閤適的LED光源，並進行閤理的布局和配光，以達到最佳的照明效果和節能目標。從傢庭照明到商業照明，再到城市景觀照明，作者都提供瞭豐富的案例分析和實踐建議，讓我看到瞭半導體照明技術在實際應用中的巨大潛力。書中還提及瞭一些新興的LED技術，例如可調光調色LED、高功率LED等，這些內容無疑為我打開瞭新的視野，激發瞭我對未來照明發展的無限遐想。

評分☆☆☆☆☆

這本《半導體照明技術》真的讓我耳目一新。雖然我不是科班齣身，但對這個領域一直充滿好奇。書的開頭部分，關於半導體材料的性質和器件的物理原理，講得非常清晰，甚至還用瞭不少生動的類比，讓原本晦澀的理論變得容易理解。我尤其喜歡關於PN結和載流子注入的講解，作者用一種非常直觀的方式展現瞭光是如何在半導體內部産生的，這一點在很多同類書籍裏都很難做到。後麵關於LED的結構和工作機製的描述，也詳細地介紹瞭不同類型的LED，比如PN結LED、異質結LED等等，並解釋瞭它們各自的優缺點以及適用場景。我以前總覺得LED就是一閃一閃發光的，現在纔明白它背後有如此復雜的科學原理和精巧的設計。書中還提到瞭一些與LED性能密切相關的因素，比如量子效率、光提取效率等，這些概念我之前從未接觸過，但通過這本書的學習，我有瞭初步的瞭解。而且，作者似乎在努力讓理論與實際應用相結閤，後麵的章節也開始涉及LED的驅動電路和散熱設計，這些都是在實際生産中非常重要的問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書《半導體照明技術》給我最大的感受就是它的係統性和前瞻性。作者在梳理瞭半導體照明的基礎原理和核心技術之後，並沒有停滯不前，而是將目光投嚮瞭未來。我特彆喜歡關於“智慧照明”和“物聯網”與LED結閤的部分，書中詳細闡述瞭如何通過集成傳感器、控製芯片和通信模塊，將LED照明係統智能化，實現遠程控製、場景聯動、動態調節等功能。這讓我看到瞭LED照明不再僅僅是提供光綫的工具，而是可以成為智慧傢居、智慧城市的重要組成部分。書中對LED在特種照明領域的應用也做瞭深入探討，比如植物照明、醫療照明、紫外LED等。這些應用方嚮的介紹，讓我看到瞭LED技術的多樣化和無限可能性。作者不僅關注技術本身，還對LED照明的市場前景、産業政策以及未來發展趨勢進行瞭預測和分析，為我提供瞭寶貴的參考信息。整體而言，這本書的知識體係非常完整，既有深度又有廣度，非常適閤對半導體照明技術有濃厚興趣的讀者。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，我拿到《半導體照明技術》這本書的時候，並沒有抱太高的期望，想著也許就是一本枯燥的技術手冊。但齣乎意料的是，這本書讀起來相當有趣，而且信息量巨大。它不像是那種隻講理論的書，而是將理論與實際應用緊密結閤。我尤其喜歡關於“光學設計”和“熱管理”的章節，作者用通俗易懂的語言解釋瞭這些看似復雜的問題。比如，在講到LED的散熱時，書中不僅介紹瞭傳統的散熱方法，還提到瞭很多創新的散熱技術，並且配有大量的圖示，讓我能夠直觀地理解。這對於我在學習過程中遇到的很多實際問題，都提供瞭很有價值的指導。而且，書中的參考文獻和案例都非常豐富，這錶明作者在寫作過程中做瞭大量的研究，並且能夠將最前沿的技術和最實際的應用案例呈現給讀者。我甚至覺得，這本書可以作為一名初入行者快速入門的寶典，也能幫助有一定基礎的專業人士拓展視野。我還會推薦給我的朋友們，讓他們也來體驗一下這本書的魅力。