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基本信息
- 項目名稱：
- LED結(jié)溫特性研究及其MATLAB仿真
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 簡介：
- 本項目較系統(tǒng)地研究LED結(jié)溫與各參數(shù)的關(guān)系，設(shè)計出了兩款基于matlab的測算結(jié)溫的軟件，其研究成果將對LED技術(shù)的研究與產(chǎn)品的開發(fā)技術(shù)與方法起到參考作用，是LED發(fā)展的助推器。此外，我們意外地發(fā)現(xiàn)，此軟件還可以計算出絕對零度時導(dǎo)帶底和價帶頂?shù)慕麕挾龋@對半導(dǎo)體的理論研究提供了幫助。
- 詳細(xì)介紹：
- LED在當(dāng)今及未來生活中有著廣泛地應(yīng)用，為了更好地提高LED燈的發(fā)光效率，增強LED工作過程中的散熱能力，降低對能量的消耗，我們通過對LED結(jié)溫特性的認(rèn)識和分析，且利用Matlab軟件對理論公式和數(shù)據(jù)進行處理，總結(jié)出了結(jié)溫對LED器件影響的規(guī)律。我們把得到規(guī)律公式用Matlab軟件搭建了一個可控制的界面，模擬出溫升規(guī)律圖像，以便更直觀地對其原理進行深入了解。 本項目的研究是依據(jù)LED的半導(dǎo)體物理性質(zhì)與半導(dǎo)體發(fā)光的原理建立的結(jié)溫與其各參數(shù)的關(guān)系。由于半導(dǎo)體物理的研究相對較成熟，這也從側(cè)面說明了本文建立的p-n結(jié)溫升規(guī)律的準(zhǔn)確性。本文通過同類工作者測得的數(shù)據(jù)進行了matlab仿真，得到的結(jié)果與理論符合得較好。如果輸入準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，還得到了絕地零度時導(dǎo)帶底與價帶頂?shù)慕麕挾?。其禁帶寬度值在相關(guān)資料計算出的半導(dǎo)體的禁帶寬度范圍之內(nèi)，這足以說明此作品的科學(xué)性。 本項目較系統(tǒng)地研究LED結(jié)溫與各參數(shù)的關(guān)系，設(shè)計出了兩款基于matlab的測算結(jié)溫的軟件，這將對各類LED技術(shù)研究以及產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)提供一個簡便的計算工具。本項目的研究成果將對LED技術(shù)的研究與產(chǎn)品的開發(fā)技術(shù)與方法起到參考作用，是LED發(fā)展的助推器。此外，我們意外地發(fā)現(xiàn)，此軟件還可以計算出絕對零度時導(dǎo)帶底和價帶頂?shù)慕麕挾?，這對半導(dǎo)體的理論研究提供了幫助。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本項目著重研究LED結(jié)溫特性與其影響LED各參數(shù)之間的關(guān)系及LED溫升規(guī)律，此項目的研究成果將對以后絕大多數(shù)類的LED技術(shù)的研究與產(chǎn)品的開發(fā)技術(shù)與方法起到參考作用。 依據(jù)LED的半導(dǎo)體物理性質(zhì)與半導(dǎo)體發(fā)光的原理，建立不同材料的LED發(fā)光效率與結(jié)溫，正向電壓、正向電流與結(jié)溫的數(shù)學(xué)模型，用matlab編制成軟件，與同類課題其他研究與產(chǎn)品開發(fā)人員的數(shù)據(jù)加一對比，如有不妥，可以修正。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 1.此作品得出來LED p-n結(jié)溫升變化規(guī)律,并計算出非線性因子r=3.422 2.用matlab設(shè)計了兩款測算結(jié)溫的軟件 3.提出了計算絕對零度時導(dǎo)帶底與價帶頂?shù)慕麕挾鹊挠嬎惴椒ā? 我們計算出的GaAs絕對零度時的禁帶寬度是1.4775eV，與相關(guān)文獻吻合。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- LED具有壽命長、節(jié)能、色彩豐富、安全、環(huán)保的特性，被譽為人類照明的第三次革命。但LED的結(jié)面溫度（散發(fā)熱量）影響其發(fā)光效率和壽命，是阻礙LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。我們將系統(tǒng)地研究LED結(jié)溫的性質(zhì)與各參數(shù)的關(guān)系，對各類LED技術(shù)研究以及產(chǎn)品的開發(fā)技術(shù)與方法起到參考作用。此項目的研究成果也將是LED發(fā)展的助推器。
學(xué)術(shù)論文摘要
- LED在當(dāng)今及未來生活中有著廣泛地應(yīng)用，為了更好地提高LED燈的發(fā)光效率，增強LED工作過程中的散熱能力，降低對能量的消耗，我們通過對LED結(jié)溫特性的認(rèn)識和分析，且利用Matlab軟件對理論公式和數(shù)據(jù)進行處理，總結(jié)出了結(jié)溫對LED器件影響的規(guī)律。我們把得到規(guī)律公式用Matlab軟件搭建了一個可控制的界面，模擬出溫升規(guī)律圖像，以便更直觀地對其原理進行深入了解。 本項目較系統(tǒng)地研究LED結(jié)溫與各參數(shù)的關(guān)系，設(shè)計出了兩款基于matlab的測算結(jié)溫的軟件，這將對各類LED技術(shù)研究以及產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)提供一個簡便的計算工具。本項目的研究成果將對LED技術(shù)的研究與產(chǎn)品的開發(fā)技術(shù)與方法起到參考作用，是LED發(fā)展的助推器。此外，我們意外地發(fā)現(xiàn)，此軟件還可以計算出絕對零度時導(dǎo)帶底和價帶頂?shù)慕麕挾龋@對半導(dǎo)體的理論研究提供了幫助。
獲獎情況
- 2011年4月,獲第十一屆“挑戰(zhàn)杯”廣東省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- 【1】節(jié)能形勢緊迫爭奪 LED產(chǎn)業(yè)的制高點， 【2】溫懷疆.LED結(jié)溫測試方法研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2010 【3】王健，黃先等.度和電流對白光LED發(fā)光效率的影響[J].長春:發(fā)光學(xué)報，2008,29（2）：359 【4】張藝，沈為民.固體電子學(xué)基礎(chǔ)[M]. 杭州：浙江大學(xué)出版社，2005.106-108 【5】劉衛(wèi)華，李有群，方文卿等.Si襯底GaN基LED理想因子的研究[J].功能材料與器件學(xué)報，2006，12（1）：46-47. 【6】張藝，沈為民.固體電子學(xué)基礎(chǔ)[M]. 杭州：浙江大學(xué)出版社，2005.136-139 【7】陳維友，楊樹人，劉式墉.光電子器件模型與OEIC模擬[M].北京:國防工業(yè)出版，2001. 【8】劉木清.照明用LED光效的熱特性及其測試與評價方法的研究[M].上海：復(fù)旦大學(xué)，2009
同類課題研究水平概述
- 同類課題目前研究的障礙： 散熱問題是大功率LED應(yīng)用的先決條件。 對于現(xiàn)有的LED光效水平而言, 輸入電能的70% - 80% 轉(zhuǎn)變成為無法借助輻射釋放的熱量。 而且LED 芯片尺寸很小， 如果散熱不良， 則會使芯片溫度升高， 引起熱應(yīng)力分布不均、芯片發(fā)光效率降低、熒光粉激射效率下降[1]。 同類課題目前研究成果： 從1985年1月1日至2008年12月31日，在中國申請有關(guān)LED 散熱技術(shù)專利共計3165項, 其中， 發(fā)明專利1044項( 33% )，實用新型2121項( 67% )[1] 。 我國是世界照明光源和燈具生產(chǎn)第一大國，2006年行業(yè)銷售1600億元，但主要是中低端產(chǎn)品，僅占世界市場18%[2]。 以上說法的參考文獻： 【1】 文尚勝, 趙寶鋒, 王保爭, 張劍平.中國LED散熱技術(shù)分析[J].海南大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版，2010,28（3）：239 【2】 節(jié)能形勢緊迫爭奪 LED產(chǎn)業(yè)的制高點，
