LED半导体照明技术存在的问题及优化策略探讨

汪璧苍

（厦门阳光恩耐照明有限公司，福建 厦门 361026）

0 引言

在我国科技快速发展过程中，为实现我国现有能源的合理利用所推出不同的创新型科学技术，广泛运用到各大企业及工厂的新能源使用当中，LED半导体照明技术是推动我国经济及科研技术创新改革的重要举措，从微观角度分析细化现有的LED半导体照明技术，有效提升企业的经济收益，促进企业的可持续性发展。简化半导体照明电路、降低维修难度，从根本上提升现有能源的合理利用，为后续的经济快速发展以及科学优化创新提供良好的技术支撑。

1 LED原理及特性概述

1.1 原理

LED的核心发光材料是由元素周期表中的宽禁带半导体材料，3~4族的化合物相关元素，主要分为镓、铟、砷等，其中镓为白色的金属，在硅基体中掺杂固定比例的镓，运用固定的晶体结构实现P型半导体的正常发光。为了更好解释LED的发光原理，对现有的电子公有化运动能带LED的发光过程进行深度剖析，提升整体的运行质量，以便更加清晰地认知LED的发光原理。电子的公有化运动是指在一般晶体结合形式下运用有离子性的结合与共性结合金属性，结合分子结合的深度探索实现饱和性的发展方向[1]。

1.2 特性

原子的可能状态是不连续的，因此根据不同状态下的自由电子组合，形成距离很远或未形成晶体的原子孤立状态提升能量值的能级，将现有的能量差缩小连成能量连续的区域。在孤立原子运行过程中对现有的电子低能级向高能级的转换进行深度的说明，深度分析LED的发光过程，将一块本征半导体的两侧通过扩散渗入不同的杂质之后，会分别形成N型的半导体和P型的半导体。当两种不同类型的导体在结合后形成空间的电荷区，由于正负电荷之间的相互作用在交界处产生内建电场，当现有的空间电荷区内建电场足够强大时，N区的空穴向P区漂移，进而在漂移运动过程中使现有的空间电荷区变窄扩散运动能力加强，最后通过多子的扩散和漂流区达到动态平衡的效果，以此达到LED的发光效果。

图1 LED发光原理

2 LED半导体照明技术

LED的半导体照明技术为人们的生产生活提供了极大的便利，因此在社会大众对半导体照明技术认知快速提升的当下，光电效应中半导体照明材料的选择成为了科研技术人员的研究重点，合理运用半导体材料的独有特征所研发出的LED半导体照明设备，有效推动我国经济建设过程中的科研技术优化创新[2]。所谓LED半导体照明技术是通过运用半导体科研材料通过电流的流子复合过程产生不同程度的光射反应，进而根据光波的产生频率通过LED半导体照明技术形成不同颜色的光体。

3 半导体核心照明技术使用范围

3.1 光源集成组合模组

光源继承组合模组是不同数量的单管LED通过固定数值的需求进行二次组装，在此过程中调试相应的固定值与运行功率，随着运行功率的快速提升产生较强的光照，进而有效增强整体的照明效果。半导体照明光组的光源对人体的肉眼刺激较小，因此光源集成组合模组在结合半导体照明技术的二次组合过程中，为提升光源的功率以及发光效果使光源达成均匀分散，提升散热性能的优化设计需求，需对现有的半导体运行过程中所涉及的问题进行优化创新。首先对半导体的光源集成组合设计进行精准细化，详细了解灯具之间的结构区别，使其运用科学的设计理念提升灯体的散热功能，把握单管LED的小灯特性进而推动LED半导体照明设备在各领域中的广泛运用。

3.2 热传导技术

热传导技术关系到灯具的使用寿命，热传导技术是通过热力学交换原理结合具有高效特征的散热结构设计形成的创新型热力传导技术，通过热传导技术为热力传导的创新途径探索提供了更加宽泛的未来发展空间，不断延长现有LED灯的使用寿命，保障低温与低光的衰弱对LED灯使用造成的影响，进而满足半导体照明灯具减少维修的需求。

3.3 半导体照明芯片制造技术

半导体照明芯片的制造技术是在我国科技创新改革的基础上对现有LED照明技术进行优化改进的重要举措，在不断优化创新过程中所开展的半导体照明芯片制造技术，运用高效、大功率的LED半导体照明光源克服现有芯片制造难的问题，充分掌握LED照明技术的技术要领，有效推动我国半导体照明产业的创新改革[3]。

3.4 LED驱动技术

LED的驱动技术是指将半导体照明技术在传统运行过程中实现照明光源的合理探测，形成安全电流的供应循环，结合当下市场运行过程中所出现的稳定整流降压的现实性问题，将LED驱动技术进行创新改革。充分考虑功率转换过程中所存在的电磁辐射问题，提升LED照明技术的应用质量，为市场的稳定发展提供了良好的科学技术支撑。

图2 LED驱动技术应用范围

4 LED半导体照明存在的技术问题及优化策略

4.1 LED半导体照明技术的电路设计复杂

在我国经济快速发展过程中，人们对能源的合理利用问题关注度持续上涨，为满足社会大众在不同环境之下的照明需求，所创新出的LED半导体照明技术在短时间内得到了众多产业的广泛青睐。但在实际运行过程中现有的电路设计相对较为复杂，对后续的维修工作造成了较大的影响。以家庭环境中的LED半导体照明设备为代表案例进行细化分析得知，家庭环境中半导体照明设备的内部电路串联与并联的方式较为复杂，不仅具有较强的安全隐患，更是影响了后续电路维修的质量。

4.2 大功率LED光源组件散热与噪音情况说明

（1）散热。LED光源组件运行过程中散热是较为常见的运行质量影响因素，因此结合单一LED光源组件运行中的散热现状进行深度分析，合力开发出组合型的LED光源组件提升耐热范围，避免因长期高温而影响LED光源组件的使用寿命。因此LED半导体照明在使用过程中通过对现有问题进行深度分析，采取科学型的整改手段提升LED半导体照明设备的使用寿命，对现有的光电转换技术进行优化提升，从根本上解决LED半导体照明材料使用寿命短、光电转换率低的现实性问题，为后续的LED半导体照明技术的优化创新提供科学的发展方向[4]。

（2）噪音。噪音问题是LED半导体照明设备内部驱动器运行过程中所发生的声音，由于不同功率的LED半导体照明设备的亮度存在着不同的差异，因此驱动器所发生的噪音分贝也存在着较大的差异。噪音的产生主要是由磁滞伸缩导致伴随着的噪声逐渐提升，铁芯面积在噪音的作用下不断变大，因此结合LED半导体照明技术在实际应用过程中的问题对现有产品进行全面的质量检测，运用清漆浸渍技术使线圈保持稳定运行状态，在提升铁芯运转效率的基础上最大程度上减少运行过程中所产生的噪音。

5 LED灯保护措施

LED在使用过程中，由于多种原因会产生电流增大的现实性问题，因此需对其进行科学的合理保护，确保LED在不会增加电流以及在固定幅度内减少损坏的现实性需求，运用电路的保护器件对其进行科学的保护。LED电路保护最常用的保护元件就是压敏电阻，无论是LED所采用的任何光源都可以运用压敏电阻进行合理的保护，有效延长LED半导体照明设备的使用寿命。

6 半导体照明的发展趋势

半导体照明设备在市场中运用较为广泛，照明汽车LED背光源成为市场的主要发展力量，因此在结合现有市场运行现状进行深度分析，对LED半导体照明技术进行优化创新[5]。在照明设备市场中占据更高的市场份额，实现在全球能源危机的背景下依然得到快速推广的必然发展趋势，结合我国现有的经济发展现状充分挖掘LED半导体照明设备的核心技术，使其拥有自主的知识产权、缩小与发达国家之间的技术差距，提升我国在半导体智能领域的地位，实现在光学设计、电源管理以及散热技术研究领域的多项难题攻克，为后续的创新发展奠定坚实的基础，使其取得突破性的创新进展。

7 结语

综上所述，在现有能源极其短缺的情况下，为提升半导体照明技术的创新改革，对能源进行合理利用，应不断提升社会大众对能源合理利用的认知，加速LED半导体照明技术在各项领域中的合理利用。半导体的照明技术在电路设计以及材料创新等领域取得了良好的反响，并在科学发展过程中起到了较强的推动性作用。