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方志烈 著

图书标签:

• 半导体照明
• LED
• 照明设计
• 光电技术
• 半导体材料
• 照明工程
• 固态照明
• LED应用
• 照明技术
• 电子技术

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121232305

版次：1

商品编码：11526270

包装：平装

丛书名： 创新型人才培养“十二五”规划教材

出版时间：2014-09-01

用纸：胶版纸

页数：280

正文语种：中文

内容简介

本书围绕半导体照明这一主题，系统地介绍了光度学、色度学的基本知识；发光二极管的材料、器件的机理及其制造技术；LED器件和灯具的光电参数测试方法，驱动和控制方法，可靠性、寿命的测试和分析，以及各种半导体照明的应用技术，并研讨了半导体照明光品质问题。本书内容系统、全面、通过理论联系实际，深入地阐述了半导体照明材料、器件、灯具及照明应用技术；反映了国内外该领域的科技进步和最新科技成果；论述了半导体照明研发和产业发展的方向。

作者简介

方志烈教授中国半导体照明产业的拓荒者，20世纪70年代初就开始进行半导体发光材料和显示器件的研究和生产，主持了20余项国家七五重点攻关项目。

目录

第1章光视觉颜色
1.1光
1.1.1光的本质
1.1.2光的产生和传播
1.1.3人眼的光谱灵敏度
1.1.4光度学参数
1.2视觉
1.2.1作为光学系统的人眼
1.2.2视觉的特征与功能
1.3颜色
1.3.1颜色的性质
1.3.2国际照明委员会色度学系统
1.3.3色度学及其参数
第2章光源
2.1自然光源
2.1.1太阳
2.1.2月亮和行星
2.2人工光源
2.2.1人工光源的发明和发展
2.2.2白炽灯
2.2.3卤钨灯
2.2.4荧光灯
2.2.5低压钠灯
2.2.6高压放电灯
2.2.7无电极放电灯
2.2.8发光二极管
2.3照明的经济核算
第3章半导体发光材料晶体导论
3.1晶体结构
3.1.1空间点阵
3.1.2晶面与晶向
3.1.3闪锌矿结构、金刚石结构和纤锌矿结构
3.1.4晶体缺陷及其对发光的影响
3.2能带结构
3.3半导体晶体材料的电学性质
3.3.1费米能级和载流子
3.3.2载流子的漂移和迁移率
3.3.3电阻率的载流子浓度
3.3.4载流子寿命
3.4半导体发光材料的条件
3.4.1带隙宽度合适
3.4.2可获得电导率高的P型和N型晶体
3.4.3可获得完整性好的优质晶体
3.4.4发光复合概率大
第4章半导体的激发与发光
4.1PN结及其持性
4.1.1理想的PN结
4.1.2实际的PN结
4.2注入载流子的复合
4.2.1复合的种类
4.2.2辐射型复合
4.2.3非辐射型复合
4.2.4辐射复合与非辐射复合之间的竞争
4.3异质结构和量子阱
4.3.1异质结构
4.3.2量子阱
第5章半导体发光材料体系
5.1砷化镓
5.2磷化镓
5.3磷砷化镓
5.4镓铝砷
5.5铝镓铟磷
5.6铟镓氮
第6章半导体照明光源的发展
6.121世纪新光源――半导体照明光源
6.2发光二极管的发展
6.3发光二极管材料生长方法
6.4高亮度发光二极管芯片结构
6.5发光二极管器件结构进展
6.6照明用LED的特征参数和近期发展
第7章半导体发光材料外延生长
7.1半导体发光材料外延生长方法
7.2磷砷化镓氢化物气相外延生长（HVPE）
7.3磷化镓的液相外延
7.4镓铝砷的液相外延
7.5铝镓铟磷MOCVD
7.6铟镓氮MOCVD
7.6.1GaN PN结LED
7.6.2双气流法
7.6.3N2中热退火制P型GaN
7.6.4器件生长
7.6.5重要技术问题
第8章LED芯片制备技术
8.1光刻技术
8.2氮化硅生长
8.3扩散
8.4欧姆接触电极
8.5氧化铟锡（ITO）透明电极
8.6表面粗化
8.7微透镜技术
8.8光子晶体
8.9激光剥离（LLO）
8.10倒装芯片技术
8.11垂直结构芯片技术
8.12芯片切割
8.13三维芯片
第9章白光发光二极管
9.1新世纪光源的研制目标
9.2人造白光的最佳化
9.3荧光粉转换白光LED
9.4多芯片白光LED
第10章LED封装技术
10.1LED器件的设计
10.1.1设计原则
10.1.2电学设计
10.1.3热学设计
10.1.4光学设计
10.1.5视觉因素
10.2LED封装技术
10.2.1小功率LED封装
10.2.2SMD LED的封装
10.2.3大电流LED的封装
10.2.4功率LED的封装
10.2.5功率LED组件
10.2.6铟镓氮类LED的防静电措施
第11章发光二极管的测试
11.1发光器件的效率
11.1.1发光效率
11.1.2功率效率
11.1.3量子效率
11.2发电器件的电学参数
11.2.1伏安特性
11.2.2总电容
13.3光电响应参数
11.4光度学参数
11.4.1法向光强I0的测定
11.4.2发光强度角分布（半强度角和偏差角）
11.4.3总光通量的测量
11.4.4量值传递
11.5色度学参数
11.5.1光谱分布曲线
11.5.2色度坐标测量
11.5.3显色指数
11.5.4色温和相关色温测量
11.6热学参数（结温、热阻）
11.7静电耐受性
第12章发光二极管的可靠性
12.1LED可靠性概念
12.1.1可靠性的含义
12.1.2可靠度的定义
12.1.3LED可靠性的相关概念
12.2LED的失效分析
12.2.1芯片的退化
12.2.2环氧系塑料的寿命分析
12.2.3LED器件的寿命分析
12.2.4荧光粉的退化
12.3可靠性试验
12.3.1小功率LED环境试验
12.3.2功率LED环境试验
12.4寿命试验
12.4.1小功率LED的寿命试验
12.4.2功率LED（白光）长期工作寿命试验
12.4.3功率LED加速寿命试验
12.5可靠性筛选
12.5.1功率老化
12.5.2高温老化
12.5.3湿度试验
12.5.4高低温循环
12.5.5其他项目的选用
12.6例行试验和鉴定验收试验
12.6.1例行试验
12.6.2鉴定验收试验
第13章半导体照明驱动与控制
13.1LED驱动技术
13.1.1LED的电学性能特点
13.1.2电源驱动方案
13.1.3驱动电路基本方案
13.1.4LED驱动器的特性
13.1.5LED与驱动器的匹配
13.2LED驱动器
13.2.1电容降压式LED驱动器
13.2.2电感式LED驱动器
13.2.3电荷泵式LED驱动器
13.2.4LED恒流驱动器
13.2.5高压线性恒流驱动器
13.3LED集成驱动电路资料摘编
13.4控制技术
13.4.1调光
13.4.2调色
13.4.3调色温
13.4.4智能照明
第14章半导体照明应用――景观照明
14.1通用照明的范围和分类
14.2半导体照明应用产品开发原则
14.2.1要从LED的优点出发开发应用产品
14.2.2应用产品市场启动的判据――照明成本
14.2.3应用产品的技术关键是散热
14.2.4遵循功率由低到高、技术由易到难的原则
14.3照明灯具通则
14.3.1反射器的基本形式
14.3.2折射器的基本形式
14.3.3灯具的分类
14.4景观照明
14.4.1景观照明的功能作用
14.4.2光源选择以LED为佳
14.4.3LED景观灯具
14.4.4LED景观照明典型工程
14.4.5景观照明规范化
第15章半导体照明应用――道路照明
15.1道路照明质量指标
15.1.1路面的平均亮度
15.1.2路面的亮度均匀度
15.1.3眩光控制水平
15.1.4环境照明系数
15.1.5视觉引导性
15.2道路照明的标准
15.3道路照明方式
15.3.1灯杆照明
15.3.2高杆照明
15.3.3悬索照明
15.3.4栏杆照明
15.4道路照明的现场测量
15.5传统道路照明光源使用现状
15.6LED路灯是半导体照明中冒出的黑马
15.7LED路灯技术
15.7.1光学设计
15.7.2散热设计
15.7.3LED路灯的驱动电源
15.8LED太阳能路灯
15.9LED隧道灯
15.10光源效率和照明系统整体效率
第16章半导体照明应用――室内照明
16.1办公室照明
16.1.1集中办公区
16.1.2单元办公区
16.1.3会议办公区
16.1.4综合办公区
16.1.5公共区域
16.1.6办公室照明发展的趋势
16.1.7LED照明在办公室的应用案例
16.2商场照明
16.2.1超级市场照明
16.2.2百货商店照明
16.2.3专卖店和旗舰店照明
16.3工厂车间照明
16.4住宅照明
16.4.1住宅照明设计
16.4.2住宅照明的功能和要求
16.5学校照明
16.6医院照明
16.7室内照明LED光源和灯具
第17章半导体照明的光品质
17.1色纯度
17.2显色性
17.3舒适度
17.4LED色温
17.5智能化LED生物节律照明
第18章半导体照明技术、市场现状和展望
18.1材料
18.1.1衬底
18.1.2外延
18.1.3芯片技术
18.2制造和测试设备
18.3LED器件和组件
18.4照明灯具系统
18.5智能控制LED照明工程系统
18.6中国半导体照明产业
18.7全球半导体照明产业发展趋势
18.8全球半导体照明产业展望
18.9有机发光二极管进展
18.10LED的非视觉应用进展
附录思考题答案
参考文献

前言/序言

《光影织梦：现代照明的艺术与科学》 简介 在人类文明的长河中，光始终扮演着至关重要的角色。它不仅是视觉的媒介，更是文明进步的驱动力。从古老的火把到现代的灯火辉煌，我们对光的探索从未停止。而在这场不懈的追求中，一项革命性的技术应运而生，它以其独特的魅力和卓越的性能，重新定义了我们与光的关系，开启了一个全新的照明时代——这就是现代固态照明技术。 《光影织梦：现代照明的艺术与科学》并非一本枯燥的技术手册，它是一次深入探索光与人类生活交织的旅程。本书旨在为读者揭示隐藏在每一次明亮瞬间背后的科学原理，以及这些技术如何被巧妙地运用于塑造我们所处的空间，提升我们的生活品质，甚至影响我们的身心健康。我们并非聚焦于某个特定组件的原理，而是将目光投向一个更广阔的视角：现代照明技术如何从无到有，又如何一步步改变了世界。 本书的开篇，我们将一同回溯光的历史。从遥远的古代，人类如何利用自然之光，到火的发现如何带来温暖和安全，再到油灯、蜡烛的点亮，每一段历史都凝聚着人类对光的渴望与智慧。我们将探讨早期人工照明的局限性，以及这些局限如何激发了科学家和工程师们不断寻求更高效、更持久、更美观的光源。这段历史的梳理，不仅是为了展现技术的演进，更是为了让我们理解，当下我们所拥有的便捷与舒适，是无数代人智慧与汗水的结晶。 随后，我们将进入现代照明的黎明。本书将详细阐述那些为现代照明奠定基础的关键科学发现和技术突破。我们会讨论电的发现如何为大规模人工照明提供了可能，并追溯电灯泡的发明历程，从白炽灯的辉煌到荧光灯的兴起，每一项技术革新都标志着人类在驾驭光能方面迈出了坚实的一步。我们会深入浅出地介绍这些早期光源的工作原理，但重点并非微观的电子流动，而是它们如何通过物理原理将电能转化为可见光，以及它们在当时的社会经济发展中扮演了怎样的角色。我们将看到，技术的进步如何改变了城市的面貌，延长了人们的活动时间，甚至促进了工业革命的进程。 然而，历史的车轮滚滚向前，人类对极致的追求永无止境。21世纪，我们迎来了照明领域的一场深刻变革——固态照明的时代。本书将重点描绘这场变革的宏观图景，探讨其为何能够颠覆传统，并带来前所未有的可能性。我们会深入解析固态照明的核心理念，但不会拘泥于晦涩的半导体物理学细节。相反，我们将关注的是这些技术所带来的“结果”——更低的能耗、更长的寿命、更灵活的光色控制、更小的体积以及更强的耐用性。我们将看到，这些特性如何使得照明设计不再受限于传统的束缚，从而为建筑、室内设计、城市景观等领域带来了无限的创意空间。 本书将花费大量篇幅来展现固态照明在各个领域的广泛应用。在建筑与室内设计领域，我们将探讨如何利用先进的照明技术来营造不同的空间氛围，从温馨舒适的居家环境到高效专业的办公空间，再到引人入胜的商业展示。我们会讨论如何运用光线的色彩、强度和分布来影响人的情绪、提升空间感知，甚至引导人们的行为。我们将看到，照明不再仅仅是照亮空间，而是成为空间设计不可分割的一部分，成为表达艺术理念、烘托情感的重要媒介。 在城市规划与景观照明方面，本书将展示现代照明技术如何让城市夜晚焕发新的生命力。我们将探讨如何通过精心设计的城市照明来提升城市的安全性，增强城市的夜间活力，并塑造独特的城市形象。从照亮历史建筑的庄严，到点缀公园绿地的诗意，再到指引交通的明亮，每一处光影的变化都凝聚着智慧与匠心。我们会讨论不同区域、不同功能照明的需求，以及如何通过技术手段实现节能与美观的和谐统一。 工业生产与科研领域同样是固态照明大显身手的舞台。本书将介绍如何利用特定波长和强度的光来优化生产流程，例如在农业生产中，特定光照可以促进植物生长；在医疗领域，光疗法正在展现出巨大的潜力；在精密制造和科学研究中，高精度、高稳定性的光源更是不可或缺。我们将看到，光不再只是简单的照明工具，而是成为了一种能够与物质发生精确互动的“工具”。 此外，《光影织梦》还将触及智能照明这一前沿概念。我们将探讨如何将照明系统与物联网、人工智能等技术相结合，实现更智能、更便捷的照明控制。从根据环境光自动调节亮度，到根据人的活动模式进行个性化设置，再到远程控制和能源管理，智能照明正在以前所未有的方式改变着我们的生活。我们会关注这些智能系统如何提升用户体验，实现节能减排，并为未来的智慧城市建设贡献力量。 本书并非为专业工程师或研发人员量身定制，而是面向所有对光、对生活、对技术充满好奇心的读者。我们力求语言通俗易懂，避免过于专业的技术术语。但同时，我们也将确保内容的科学性和准确性。我们将通过大量的实例、生动的描述和引人入胜的故事，带领读者穿越时空的界限，感受光影的魅力，理解现代照明技术的深远影响。 《光影织梦：现代照明的艺术与科学》希望能够激发读者对光的全新认识。它不仅仅是一本关于照明技术的书，更是一本关于如何用光来创造更美好、更智能、更具艺术性的生活方式的书。通过阅读本书，您将能够以全新的视角审视您身边的每一束光，理解它们背后的故事，并从中获得启发，去想象和创造属于您自己的“光影织梦”。我们相信，对光的理解越深入，我们所能创造的世界就越精彩。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面上印着“半导体照明教程”几个大字，我拿到它的时候，满怀期待地想深入了解这个改变我们生活的光源技术。翻开扉页，精美的插图和清晰的排版立刻吸引了我。我一直对LED照明的发展轨迹和背后的科学原理感到好奇，这本书似乎给了我一个绝佳的机会去探寻其中的奥秘。从最初的实验室探索到如今广泛的应用，半导体照明经历了怎样的技术革新？它又是如何从一颗微小的芯片，演变成我们家中、街道上、甚至汽车大灯里的璀璨光芒的？我特别想知道，那些关于发光效率、显色指数、色温控制的专业术语背后，究竟蕴含着怎样的物理学和工程学知识。这本书会不会详细讲解半导体材料的选择、p-n结的形成、以及光子是如何被激发和发出的过程？我设想，通过阅读这本书，我应该能够理解不同类型LED的特性差异，比如红、绿、蓝三原色LED如何组合出各种色彩，以及白光LED是如何实现的。而且，我非常期待能了解到LED照明在节能减排方面的巨大优势，以及它在智慧城市、智能家居等新兴领域中的应用前景。这本书是否会像一本百科全书一样，为我打开通往半导体照明世界的精彩大门，让我不再停留在“知道它亮”的层面，而是能真正“理解它为何而亮”。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对光学技术充满热情的学生，一直致力于了解各种发光原理和光学器件。这本书的名字“半导体照明教程”立刻引起了我的注意，因为我深知半导体技术在现代光学领域的重要性。我非常希望这本书能够从基础的物理原理出发，详细阐述半导体材料的发光机理，例如电子-空穴复合、激子跃迁等过程。我希望能够理解不同半导体材料（如GaAs、GaN、InGaN等）在发光特性上的差异，以及它们如何被用于制造不同波长（不同颜色）的LED。书中是否会深入探讨LED的量子效率、外量子效率等关键参数，以及影响这些参数的因素？我更期待书中能够介绍LED的结构设计，例如量子阱结构、外延生长技术等，这些技术是如何实现高效率和长寿命的发光？此外，我希望这本书能够涵盖LED的光学特性，包括其光谱分布、辐射强度、发光角度等，以及如何通过封装技术来优化这些特性。如果书中还能提及LED在照明之外的其他光学应用，例如激光二极管、光电探测器等，那将大大拓宽我的视野。

评分☆☆☆☆☆

最近我迷上了DIY电子项目，尤其对一些小巧而功能强大的电子元件充满了好奇。当我在书店看到这本《半导体照明教程》，我立刻就被它吸引住了。虽然我不是专业的电子工程师，但我相信这本书会用一种相对易懂的方式，为我揭开LED这个“小灯珠”背后的秘密。我非常想知道，一颗小小的LED芯片是如何工作的？它的内部结构是怎样的？书中会不会用图解的方式，清晰地展示PN结的形成过程，以及电子和空穴在电场作用下是如何运动，最终产生光子的？我特别期待书中能有一些关于驱动电路的设计内容，比如如何选择合适的限流电阻，如何构建简单的LED驱动模块，甚至是如何实现LED的亮度调节和闪烁效果。如果书中还能介绍一些简单的LED应用案例，比如制作一个DIY的LED小夜灯，或者用RGB LED来制作一个可以变换颜色的指示灯，那对我来说就太有价值了。这本书是否能让我从一个“点亮LED”的操作者，变成一个能够“理解并掌控LED”的DIY爱好者，是我最期待的。

评分☆☆☆☆☆

我对新能源和环保技术一直有着浓厚的兴趣，而LED照明无疑是其中的一个重要代表。每次看到“节能”、“环保”、“长寿命”这些词汇与LED联系在一起，我都会觉得科技的力量是如此强大。这本书的出现，让我有机会更深入地了解“半导体照明”这一技术是如何实现这些优点的。我很好奇，与传统的白炽灯、荧光灯相比，LED在能量转换效率上到底高出多少？它的发光原理又是如何使得它能够如此“低功耗”？书中是否会详细解释半导体材料的特性，例如其禁带宽度、载流子复合效率等，如何直接影响LED的发光效率？我更希望了解LED照明在整个生命周期中的环保效益，包括其制造过程中的能耗和材料回收，以及使用过程中减少碳排放的贡献。此外，我还想知道，LED技术在减少光污染方面是否也有其独特的优势？这本书是否会从一个更宏观的角度，阐述半导体照明在推动全球能源转型、应对气候变化中所扮演的重要角色，并展望未来 LED 技术在可持续发展中的更多可能性。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我第一反应是想看看它在照明设计方面能带来多少实用性的指导。我从事室内设计工作，近年来，LED照明已经成为我们设计中不可或缺的元素。然而，我常常觉得自己在应用LED时，更多地是凭借经验和直觉，而缺乏系统性的理论支撑。这本书的标题“半导体照明教程”让我觉得它或许能填补我这方面的知识空白。我希望它能深入讲解如何根据不同的空间需求、功能定位和人文风格，来选择最合适的LED灯具。比如，客厅需要温馨柔和的光线，餐厅则需要能够突出食物色泽的亮度，而工作区域则需要明亮且不刺眼的照明。这本书是否会提供不同色温、显色指数（CRI）对空间氛围和人们心理感受的影响的详细分析？我特别关注书中关于光照度（lux）和均匀度（uniformity）的计算和设计方法，以及如何避免眩光和阴影对视觉舒适度的影响。我期待书中能有丰富的案例分析，展示不同应用场景下，LED照明的巧妙运用，例如如何通过隐藏式灯带营造层次感，如何利用射灯突出装饰品，以及如何结合智能控制系统实现场景联动。这本书如果能成为我手中的一本“照明设计宝典”，那我一定会非常欣喜。