为什么用发光二极管照明能省电

各种颜色的 LED

发光二极管（LED）是一种应用非常广泛的电子元件，可以用作电路畅通的指示灯，比如电视机或者一些充电器的电源灯；也可以用作装饰灯或者是照明用的各种光源；激光笔里的关键部件就是一个LED激光器。那么，LED灯是怎么工作的呢？

这个问题还需要从LED采用的原材料——半导体谈起。半导体可以分成两大类：n型半导体和p型半导体。前者主要靠少量带负电的电子参与导电，后者主要靠少量带正电的电子空位（又称“空穴”）导电。

这两种半导体放在一起的时候，它们的能带会连在一起，形成叫作pn结的结构，这就是LED灯内部的关键部分了。当LED通电的时候，n型半导体里面的电子在电场的驱动下，穿过pn结，然后落入p型半导体的电子空位中，同时发出光来。

LED 装饰灯

在LED发光的过程中，绝大部分能量转换成了光，只有很少的能量转换成热能被耗散掉。所以，LED灯要比白炽灯泡节能得多。在白炽灯泡发光的时候，它的灯丝被电流加热到上千摄氏度的高温，灯丝会发射出各种不同波长的电磁波，其中只有很小一部分处于可见光的范围内，要发出同样亮度的可见光需要耗费更多的电能，其中很大一部分的电能被转换成热能耗散掉了。

LED 灯照亮的卢浮宫入口处的“金字塔”

LED灯光的颜色（波长）和所利用的半导体材料的参与导电粒子和不参与导电的电子之间的能量差距有关，这个能量差距叫作能隙。使用能隙较宽的半导体材料制作出来的LED灯发蓝色的光，用能隙较窄的半导体材料制作的LED灯发红光。现在我们能实现从紫外光、紫光、蓝光、绿光一直到红光、红外光的各种不同颜色的LED灯，可以做成丰富多彩的装饰灯。

用LED做成的白色照明灯正在逐渐走进我们的生活，除了用作新型的灯泡和手电筒之外，还应用在LED电视上。要实现白色的LED灯有两种方法。一种是在灯的内部包含红绿蓝三种LED灯，然后把这三种颜色混成白色的光。另外一种就是在蓝色的LED灯上涂上一层可以吸收蓝光并发出比较宽范围黄色光的荧光粉，这样，剩余的蓝色光和黄光混合之后就得到了略微偏蓝的白色光。