1.3 LED芯片的类型

在讨论LED芯片的类型前，首先了解一下半导体光电器件家族的类型。半导体光电器件在最近几年的发展速度非常快，出现了许多新的产品，其用途十分广泛，具体的分类请参见图1.12。

图1.12 半导体光电器件的分类

目前有很多家生产LED芯片的厂商，对于芯片的分类也没有统一的标准。一般情况下，LED芯片有按芯片功率大小分类的，也有按波长、颜色分类的，还有按材料的不同进行分类的。但无论怎样分类，对LED芯片供应商和LED芯片采购商来说，LED芯片应当提供下列技术指标：LED芯片的几何尺寸、材料组成、衬底材料、pn型电极材料，LED芯片的波长范围，LED裸晶的亮度光强范围，LED芯片的正向电压、正向电流、反向电压、反向电流，LED芯片的工作环境温度、储存温度、极限参数，等等。关于LED的技术指标将在第4章中详细说明。

1.3.1 根据LED的发光颜色进行分类

物体发光的本质是什么？这是一个难以用简单语句回答的问题。光的传播、干涉、衍射和偏振现象可以用波动学说解释。早在1864年麦克斯韦（Maxwell）就提出了光是一种电磁波的理论，光的波动性即指光是一种电磁波。电磁波包括电波、微波、红外线、可见光、紫外光，X射线、γ 射线、宇宙射线等。

通常所谓的光就是指人眼所感觉到的辐射，波长范围为380～760 nm。颜色与波长的划分如图1.13所示，LED发出的光大部分在可见光的范围内，但是也有红外LED。经常接触到的红外波长包括940 nm、880 nm、850 nm，可将这类LED做成各种红外接收管和红外发射管。例如，家用电器的遥控收发系统就是由红外发射管和红外接收管组成的。

图1.13 电磁波谱[5]

短波长的有紫外光，紫外光可用来杀菌消毒，也可用做验钞机的光源。防伪越好的纸币要用波长越短的紫外光作为光源进行检验。通常，人民币通过390～400 nm波长的紫外光就可以验出，而美元需要380～390 nm的紫外光才能验出，欧元则要使用更短波长的紫外光。目前，可以大量供应的是390 nm以上的紫外光LED，波长短于390 nm的紫外光LED的使用范围较小，其应用有待开发。

1.3.2 根据LED的功率进行分类

任何事物都是由小到大、由弱到强发展的，LED芯片也是如此。在相当长的一段时间内，LED芯片的电流保持在20 mA。对于红色和黄色LED，其电压为1.9～2.1 V；对于绿色和蓝色LED，其电压为3.0～3.6 V。LED芯片的面积从8 mil×8 mil（密耳，长度单位；1 mil=0.0254 mm）、9 mil×9 mil一直到12 mil×12 mil、14 mil× 14 mil，芯片光强也是从几个mcd（cd，坎德拉；发光强度单位）到几百个mcd。目前，市场上已出现了1 W的LED芯片，它的电压仍是3.0～3.6 V，输入电流是350 mA；LED芯片面积也达到1 mm×1 mm。随着技术的不断进步，还会出现采用更大电流、更大芯片面积的LED。

按目前市场产品的输入功率进行分类，其输入功率为几十mW的单灯，称为传统的小功率芯片；其输入功率小于1 W的LED，叫做功率LED；对于输入功率等于1 W或大于1 W的LED，则叫做W级功率（大功率）LED。W级功率LED通常有两种结构：一种是单芯片W级功率LED，另一种是多芯片组合的W级功率LED。按照输入功率不同，LED的具体分类可参见表1.2。

表1.2 按照LED的输入功率进行分类