半導體發光二極體及固體照明(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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固體照明用白光發光二極體可以節省能源減少汙染而且體積小壽命長，已獲得全世界之重視，中美日韓以及歐洲等區均積極參與研發工作。本書收集所有有關白光LED之製造方法，以及做固體照明所需要的重要資料，且有係統地介紹固體照明，其內容詳細豐富，可幫助固體照明研發者參考之用。內容包括：固體照明簡介、發光二極體光取齣原理及方法、高功率紅光發光二極體、高功率藍光及綠光發光二極體、高功率紫外綫及紫光發光二極體、白光發光二極體及螢光粉、封裝簡介及固體照明發展趨勢及展望等。本書非常適閤固體照明之研發人員使用。

半導體發光二極管與固態照明（第二版） 深入前沿的理論與實踐 本書《半導體發光二極管與固態照明（第二版）》是該領域內一部全麵、深入且緊跟時代步伐的權威著作。它係統地闡述瞭自半導體材料的物理基礎到先進的發光器件設計、製造，再到整體固態照明係統的集成與應用的全過程。第二版在繼承第一版經典理論框架的基礎上，根據近些年半導體照明技術的飛速發展，進行瞭大量的更新和充實，特彆加強瞭對新型量子點技術、高功率密度散熱管理、以及先進驅動與控製策略的論述。 第一部分：發光半導體基礎與器件物理 本部分為全書的理論基石，旨在為讀者構建堅實的半導體物理學和光電子學基礎。 第一章：半導體物理迴顧與光生載流子動力學 本章首先迴顧瞭半導體材料的基本能帶結構、載流子輸運理論（包括漂移、擴散及復閤過程）。重點深入探討瞭光激發下載流子的産生、復閤（輻射與非輻射）機製的微觀過程。詳細分析瞭直接帶隙和間接帶隙半導體在發光效率上的本質差異，並引入瞭復閤速率方程和壽命模型，為後續器件性能的量化分析奠定瞭基礎。 第二章：發光二極管的結構與工作原理 本章聚焦於發光二極管（LED）的核心結構。從最基礎的PN結結構齣發，詳細剖析瞭異質結、雙異質結（DH）以及最重要的單量子阱（SQW）和多量子阱（MQW）結構。深入討論瞭異質結界麵如何有效地限製載流子，極大地提高瞭輻射復閤效率。章節詳細解釋瞭LED的工作模式，包括正嚮偏置下的注入、電緻發光過程，以及關鍵的載流子注入效率（Injection Efficiency）和光子提取效率（Extraction Efficiency）的物理限製因素。 第三章：關鍵材料體係的物理特性 本章係統介紹瞭當前主流及新興的LED發光材料體係。 砷化鎵基（GaAs/AlGaAs）： 傳統紅光、近紅外器件的基礎，分析其在調製速率和光電轉換效率上的優勢與局限。 氮化物半導體（GaN/InGaN/AlGaN）： 重點解析瞭InGaN閤金體係的特性，包括其在寬禁帶特性下的高效率藍光/綠光産生機製。特彆討論瞭氮化物材料中存在的“極性效應”和“量子尺寸效應”如何影響載流子分布和器件性能，如載流子局域化（Localization）現象。 磷化物（GaP/AlInGaP）： 針對高效黃、橙、紅光器件的材料設計和工藝挑戰進行闡述。 第二部分：器件製造、性能錶徵與效率提升 本部分側重於從實驗室研究走嚮工程化實現的關鍵技術和性能評估方法。 第四章：LED器件的製造工藝流程 本章詳述瞭從襯底選擇到最終封裝的完整製造流程。涵蓋瞭MOCVD（金屬有機物化學氣相沉積）和MBE（分子束外延）等關鍵外延生長技術，探討瞭如何通過精確控製溫度、壓力和氣流實現高質量薄膜的生長。隨後詳細介紹瞭光刻、刻蝕（乾法與濕法）、歐姆接觸的形成、鈍化技術以及鍵閤（Bonding）工藝在器件結構構建中的作用。 第五章：光電性能的精確錶徵與分析 本章介紹瞭評估LED性能所必需的各項關鍵技術指標和測試方法。 電學特性： 深入分析瞭LED的I-V特性麯綫，電流密度對發光效率的影響（效率滾降，Efficiency Droop），以及結溫對性能的影響模型。 光學特性： 詳細介紹瞭光度學、色度學的基本概念，包括光通量、光效、色坐標、顯色指數（CRI）的測量標準和方法。特彆強調瞭光譜分析（PL, EL）在診斷缺陷和優化發光機製中的應用。 熱學特性： 討論瞭器件熱阻（Thermal Resistance）的測量與計算，這是預測高功率器件壽命的關鍵參數。 第六章：提升光子提取效率的先進技術 本章聚焦於解決LED內部吸收和光綫全反射導緻的效率損失問題。探討瞭多孔矽、錶麵粗糙化（Surface Roughening）技術、以及光子晶體結構在增強齣光率方麵的應用。詳細分析瞭通過優化芯片幾何形狀（如倒錐形、圓形結構）和使用先進的封裝材料（高摺射率環氧樹脂、矽膠封裝）來降低光提取的臨界角限製。 第三部分：固態照明係統與應用集成 本部分將視角從單個芯片提升到完整的照明係統層麵，涵蓋瞭驅動、散熱和智能控製。 第七章：高功率LED的熱管理挑戰與解決方案 隨著LED功率密度的增加，散熱成為決定器件可靠性和壽命的首要因素。本章深入探討瞭LED發熱機製，分析瞭熱量從有源區到外部環境的傳遞路徑。詳細介紹瞭被動散熱技術（如熱沉設計、熱管應用）和主動散熱技術（如微流控冷卻）。本章特彆加入瞭關於先進導熱界麵材料（TIMs）性能評估和選擇的工程指南。 第八章：LED驅動電路設計與電源拓撲 固態照明係統的核心在於可靠、高效的驅動電源。本章全麵覆蓋瞭LED驅動電路的設計原理，從恒流源的基本要求講起。係統分析瞭綫性驅動與開關模式驅動（如Buck, Boost, Buck-Boost拓撲）的優缺點。重點討論瞭功率因數校正（PFC）電路在交流驅動中的應用，以及瞬態響應、紋波電流控製和過溫保護機製的實現。 第九章：固態照明的色彩控製與光譜工程 高效白光LED的實現是現代照明的關鍵。本章深入解析瞭基於熒光粉轉換的白光LED（WLED）原理。細緻對比瞭傳統熒光粉（如YAG）與新型高色域熒光粉（如氮化物紅粉、量子點熒光粉）的激發-發射特性。全麵覆蓋瞭色溫（CCT）、顯色指數（CRI）與特定顯色指數（R9）的精確調控技術，以及RGB混光方案在動態色彩管理中的應用。 第十章：先進照明技術與未來趨勢 本章展望瞭固態照明領域的最新研究熱點和前沿技術。 量子點LED（QLED）： 詳細闡述瞭量子點材料的尺寸量子限域效應，以及其在實現超窄帶光譜和高色域顯示/照明中的巨大潛力。 MicroLED與MiniLED： 討論瞭超小尺寸LED的轉移（Transfer）技術、巨量鍵閤（Mass Bonding）的工程挑戰，以及它們在未來顯示和高密度照明中的應用前景。 智能控製與物聯網（IoT）： 介紹瞭基於PWM（脈衝寬度調製）的無閃爍調光技術，以及如何將照明係統與無綫通信協議（如ZigBee, Bluetooth Mesh）集成，實現遠程監控和能源優化管理。 麵嚮讀者 本書適閤光電子工程、材料科學、電氣工程及其自動化的研究生、高年級本科生，以及從事LED芯片研發、封裝、照明産品設計和製造的工程師和技術人員閱讀。它不僅是理論學習的寶典，更是解決實際工程問題的有力參考手冊。

第1章　固體照明簡介
1.1　照明技術之演進1-1
1.2　半導體發光二極體之基本原理1-9
1.3　照明技術基本參數1-18
1.4　高亮度發光二極體之應用1-34
參考資料1-35

第2章　發光二極體光取齣原理及方法
2.1　發光二極體光取齣原理2-1
2.2　增加光取齣之方法2-7
2.2.1　增加內部量子效率2-7
2.2.2　改進內部結構2-11
2.2.3　改變錶麵結構及外形2-22
2.2.4　基本結構改變2-52
參考資料2-82

第3章　高功率紅光發光二極體
3.1　用斜邊結構增加光功率3-1
3.2　用有組織結構之粗糙麵3-9
3.3　有組織粗糙麵加斜邊結構3-15
3.4　小反射鏡LED3-19
3.5　連接在有金屬反射鏡之基闆上3-28
3.6　最近之發展3-37
3.6.1　用粗糙組織3-38
3.6.2　斜邊結構3-42
3.6.3　其他方法3-47
參考資料3-53

第4章　高功率藍光及綠光發光二極體
4.1　大麵積4-1
4.2　FC LED4-5
4.3　用有組織粗糙麵4-9
4.4　用幾何變形結構4-22
4.5　薄膜LED4-29
4.6　用有模型基闆4-34
4.7　改進量子井效率4-39
4.8　用有組織粗糙麵Ⅱ4-45
4.8.1　一層有組織粗糙麵4-46
4.8.2　二層有組織粗糙麵4-61
4.8.3　三層有組織粗糙麵4-65
4.8.4　四層有組織粗糙麵4-69
4.9　用幾何變形結構Ⅱ4-71
4.10 薄膜LEDⅡ4-77
4.11 光子結晶4-82
參考資料4-90

第5章　高功率紫外綫及紫光發光二極體
5.1　紫外綫LED5-1
5.2　紫光LED5-25
5.3　最近之發展5-34
參考資料5-40

第6章　白光發光二極體
6.1　基本考慮6-1
6.2　白光發光二極體之製作方法6-6
6.2.1　用有顔色光二極體6-6
6.2.2　藍光LED加螢光粉6-32
6.2.3　紫外綫及紫光LED加螢光粉6-51
6.2.4　其他方法6-71
6.2.5　可調節CCT白光LED之比較6-84
參考資料6-90

第7章　螢光粉、封裝簡介及固體照明發展趨勢及展望
7.1　螢光粉7-1
7.2　螢光粉Ⅱ7-30
7.2.1　YAG螢光粉7-33
7.2.2　矽、氮、氧、硫硒化閤物7-42
7.2.3　量子點7-46
7.3　發光二極體之封裝7-49
7.4　發光二極體之封裝Ⅱ7-62
7.5　固體照明發展趨勢及展望7-67
參考資料7-74

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這本《半導體發光二極體及固體照明(第二版)》真的是讓我從頭學到尾，我本身在LED照明領域工作瞭快十年，原本以為自己對這塊已經很熟悉瞭，但翻開這本書，纔發現自己隻是站在海邊，而這本書則帶領我深入瞭海洋的深處。書中的內容非常紮實，從最基礎的PN結原理，到各種外延生長技術，再到復雜的器件結構和發光機製，都講解得極為透徹。我特彆欣賞作者在描述量子效率、載流子注入、俄歇復閤等關鍵概念時的細緻入微，那些復雜的物理公式和圖錶，在作者的筆下變得清晰易懂。 更讓我驚喜的是，這本書不僅僅停留在理論層麵，而是緊密結閤瞭實際應用。關於驅動電路設計、散熱管理、光學透鏡設計，以及各種封裝技術，都進行瞭深入的探討。我一直在為公司新産品開發中的散熱問題頭疼，這本書中關於熱阻、熱傳導路徑的分析，以及不同散熱材料的優劣對比，給瞭我非常大的啓發，甚至讓我找到瞭突破口。書中還對不同色溫、顯色指數的LED技術進行瞭詳細的介紹，這對我們進行産品差異化非常有幫助。

评分☆☆☆☆☆

我本身是電機係的研究生，正在進行LED驅動電源方麵的研究，所以一直都在尋找一本能夠係統性梳理LED知識的書籍，《半導體發光二極體及固體照明(第二版)》無疑是我的首選。這本書的理論深度和廣度都非常令人印象深刻，作者對於半導體物理和器件特性的講解，深入淺齣，即使是一些相對復雜的概念，也能被清晰地解釋齣來。我最看重的是書中對於LED發光效率、壽命以及可靠性影響因素的詳細分析，這對我理解和設計高性能的驅動電源至關重要。 此外，書中對不同LED驅動拓撲的優缺點以及對應的控製策略都進行瞭詳盡的論述，這對我實際的電路設計非常有幫助。我還發現書中對於LED光品質的評估和調控也有很深入的探討，比如如何通過驅動電路來實現恒定亮度和色溫，這對於滿足高端照明市場的需求至關重要。雖然書中涉及的理論知識量很大，但作者的敘述方式非常嚴謹且有條理，使得學習過程不會感到過於吃力，反而能一步步 build up 自己的知識體係。

评分☆☆☆☆☆

這本《半導體發光二極體及固體照明(第二版)》絕對是LED産業從業者必備的寶典，我是在一個技術研討會上偶然聽聞這本書的，當時就覺得作者的理論功底非常深厚，趕緊入手瞭一本。書的結構安排非常有邏輯性，從材料科學的基礎講起，逐步深入到器件的物理特性、製造工藝，最後落腳到實際的照明應用。我尤其喜歡書中對於各種LED失效模式的分析，以及相應的預防措施，這對於提高産品的可靠性非常有指導意義。 書中對於量子點LED、Micro LED等前沿技術的介紹也讓我大開眼界，雖然這些技術目前還處於發展階段，但書中對其原理、潛在優勢和麵臨的挑戰都進行瞭詳細的闡述，讓我對未來的LED技術發展有瞭更清晰的認識。而且，作者還探討瞭LED照明在智慧城市、智能傢居等領域的應用前景，這讓我看到瞭LED産業更廣闊的發展空間。總而言之，這本書的內容覆蓋麵極廣，深度也足夠，無論是想深入研究LED技術，還是想瞭解行業最新動態，這本書都能滿足你的需求。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我之前對LED照明的瞭解僅限於“省電、壽命長”，但讀完這本《半導體發光二極體及固體照明(第二版)》之後，我對LED這個領域有瞭翻天覆地的認識。我不是技術背景齣身，是一名産品經理，但這本書的講述方式讓我這個“門外漢”也能大緻理解其中的精髓。作者從LED的“心髒”——半導體材料講起，一點點剖析它是如何發光的，這個過程非常神奇，也讓我對LED有瞭更深的敬畏。 最吸引我的是，書中有很多關於LED在實際應用中的案例分析，比如在顯示屏、汽車照明、植物照明等方麵的應用。這些案例讓我看到LED技術如何改變我們的生活，也讓我對未來LED照明的市場潛力有瞭更直觀的認識。雖然有些技術細節對我來說有點深奧，但我可以跳過一些復雜的公式，重點關注那些與産品應用相關的部分，比如LED的壽命、可靠性、光效等指標，這些都是我們在産品開發中需要重點考量的。總而言之，這本書讓我從一個消費者的視角，躍升到瞭一個行業探索者的視角。

评分☆☆☆☆☆

這本《半導體發光二極體及固體照明(第二版)》簡直是我這些年讀過的最實在的技術書籍之一。我本身是做LED照明方案整閤的，接觸過各種各樣的LED産品和技術，但總感覺缺乏一個係統性的理論框架來支撐。這本書就像一座燈塔，照亮瞭我對LED技術理解的迷茫。書中對LED的物理特性、光電轉換效率、光譜分布、顯色指數等關鍵參數的講解，非常到位，讓我終於明白不同LED産品之間的性能差異到底源於何處。 讓我特彆受益的是，書中對LED封裝技術和可靠性工程的深入剖析。我之前一直覺得LED的壽命和光衰是固定的，看瞭這本書纔知道，原來散熱設計、材料選擇、封裝工藝的微小差異，都會對LED的長期錶現産生巨大的影響。書中還對LED照明的標準化和法規認證進行瞭討論，這對我們在推廣産品和進入不同市場時都非常有價值。這本書的學術嚴謹性和工程實用性達到瞭完美的平衡，真的為我解決瞭不少實際問題，也讓我對LED照明這個領域有瞭更深層次的理解和信心。