如何使用分档机制来区分LED的类型

发光二极管（LED）是各种应用的理想选择，包括仪表板指示灯，建筑重点照明和普通照明。挑战在于，尽管进行了仔细的过程控制，但即使是同一晶圆的LED的输出特性也会发生变化，有时甚至会很大。业界继续研究这个问题，但与此同时，通过将成品设备分组或分组来解决问题。

为确保LED满足设计需求，了解其属性非常重要。这意味着要了解制造商如何使用分档来构建其产品，这并不像听起来那么容易。

LED由在p型或n型衬底上外延生长的p-n结组成。材料的带隙决定了LED芯片的发射波长，其范围可以从近红外到紫外光谱区域。与二极管激光器相比，二极管激光器配有仅支持窄谱线宽度激光的谐振腔，LED产生相对宽带的输出。我们不谈论输出波长，而是讨论峰值波长。

虽然LED制造是一种高度精细的工艺，但外延层与基板之间的热系数不匹配会导致应变引起的缺陷。这些缺陷反过来导致空穴和电子在结处非辐射地结合，这降低了器件产生的光通量。结果，即使在同一基板上并排生长的LED也可能显示出不同的亮度。

生产白光LED的最常用技术是将黄色荧光粉（通常为铈掺杂的钇铝石榴石（Ce：YAG））应用于蓝色LED。磷光体向下将一些蓝色发射转换为黄色，人眼将混合物视为白光。光的确切色温部分地由磷光体的厚度和浓度驱动。同样，即使最好的过程控制也不能产生完全一致的产品，因此LED通常显示单元间的颜色变化。彩色LED也显示出变化，尽管它通常不像白光设备那样是个问题。

为了在面对这些问题时最大化产量，制造商通过光通量和色度（用于白色LED）或颜色（用于彩色设备）对LED进行分类，将它们分成箱。该方法可帮助供应商管理库存以确保可用性，并使用户清楚了解可获得的输出特性。

颜色分类

美国国家标准协会的ANSI_NEMA_ANSLG C78.377-2008标准定义了一系列色彩四边形，这些四边形沿着Commission Internationale de l‘Eclairage（CIE）色度空间中的黑体线条（更多信息）信息请参阅TechZone有关LED规格的文章 - 了解白色。另请参见下面的图1.）

图1：CIE 1931 x，y中的黑体线色度空间（左）提供了一种定量方法，用于比较LED的颜色与黑体辐射器的颜色。 ANSI_NEMA_ANSLG C78.377-2008标准（右）规定了一系列色度四边形，用于定义一般照明应用的最大允许色彩变化。 （来源：ANSI）

四边形基本上对应于模拟白光源（从冷白到暖白）的相关色温（CCT），如图2所示。制造商将白光LED的色度调整到不同程度粒度，使用色度四边形的子集，再次如图2所示。箱子越小，设备性能越一致。但是，需要进行权衡。假设供应商甚至提供单箱，通过单箱购买涉及价格上涨两个数量级。更常见，更经济的方法是购买将多个垃圾箱组合在一起的产品。

图2：制造商将ANSI色度四边形划分为称为二进制位的段，然后根据这些输出特性对设备进行分组。 （资料来源：欧司朗光电半导体公司）

欧司朗光电半导体公司为其DURIS E3普通照明设备指定了62个不同的色度分档，然后将它们分为暖白色，中性白色或冷白色等产品。数据表给出了每个箱的精确CIE x，y坐标，并且边界箱号出现在零件ID的末尾。对于除了最苛刻的应用之外的所有应用，来自多个相关箱柜的混合设备可以平滑变化，从而产生看似均匀的输出。

尽管产品往往包含多个分档，但模具通常会分类。例如，购买包含8个箱的暖白色LED产品的客户可能会收到8个磁带卷，每个磁带卷包含来自单个箱的芯片。虽然LED的输出在卷轴与卷轴之间变化足以使人眼可辨别，但颜色混合使效果均匀。

对于大多数用途来说这很好，但有些应用程序根本无法容忍任何变化。对于博物馆或零售照明等定向应用，Cree的多芯片XLamp MT-G EasyWhite LED提供了另一种选择。该公司将模具分组为ANSI四边形的中心，但只是其一小部分。更重要的是，产品不是作为团体销售的，允许客户选择他们需要的垃圾箱。例如，在博物馆中，准确的显色性是必不可少的，选择特定箱子的能力提供了巨大的好处。

制造商还根据光通量的变化对LED进行装箱。与颜色分类相比，助焊剂的筛选装置往往只涉及少量的箱子。数据表上的表格通常首先通过光通量对LED进行分类，然后通过色度或颜色对LED进行分类。这些器件可以通过正向电压进一步细分，尽管这主要用于彩色LED。

要选择合适的LED，首先要根据光通量，色度或颜色以及允许的带宽来定义要求。检查光通量分档表，确保设备提供所需的亮度。接下来，使用规格表上的颜色数据来确定哪个色度四边形将提供正确的波长。最后，转到产品表并确定哪个选项包含所需的输出特性。许多制造商在部件号中包含助焊剂和颜色分档的代码，但语法各不相同，因此请仔细阅读。

虽然固态照明行业不断努力改进LED制造步骤，但输出变化似乎不太可能完全消失。鉴于该过程固有的挑战，分类似乎仍然存在。了解任何产品的分级规范有助于为最佳设计和实施提供信息。