發(fā)光二極管（LED）是各種應(yīng)用的理想選擇，包括儀表板指示燈，建筑重點(diǎn)照明和普通照明。挑戰(zhàn)在于，盡管進(jìn)行了仔細(xì)的過程控制，但即使是同一晶圓的LED的輸出特性也會(huì)發(fā)生變化，有時(shí)甚至?xí)艽?。業(yè)界繼續(xù)研究這個(gè)問題，但與此同時(shí)，通過將成品設(shè)備分組或分組來解決問題。

為確保LED滿足設(shè)計(jì)需求，了解其屬性非常重要。這意味著要了解制造商如何使用分檔來構(gòu)建其產(chǎn)品，這并不像聽起來那么容易。

LED由在p型或n型襯底上外延生長的p-n結(jié)組成。材料的帶隙決定了LED芯片的發(fā)射波長，其范圍可以從近紅外到紫外光譜區(qū)域。與二極管激光器相比，二極管激光器配有僅支持窄譜線寬度激光的諧振腔，LED產(chǎn)生相對(duì)寬帶的輸出。我們不談?wù)撦敵霾ㄩL，而是討論峰值波長。

雖然LED制造是一種高度精細(xì)的工藝，但外延層與基板之間的熱系數(shù)不匹配會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變引起的缺陷。這些缺陷反過來導(dǎo)致空穴和電子在結(jié)處非輻射地結(jié)合，這降低了器件產(chǎn)生的光通量。結(jié)果，即使在同一基板上并排生長的LED也可能顯示出不同的亮度。

生產(chǎn)白光LED的最常用技術(shù)是將黃色熒光粉（通常為鈰摻雜的釔鋁石榴石（Ce：YAG））應(yīng)用于藍(lán)色LED。磷光體向下將一些藍(lán)色發(fā)射轉(zhuǎn)換為黃色，人眼將混合物視為白光。光的確切色溫部分地由磷光體的厚度和濃度驅(qū)動(dòng)。同樣，即使最好的過程控制也不能產(chǎn)生完全一致的產(chǎn)品，因此LED通常顯示單元間的顏色變化。彩色LED也顯示出變化，盡管它通常不像白光設(shè)備那樣是個(gè)問題。

為了在面對(duì)這些問題時(shí)最大化產(chǎn)量，制造商通過光通量和色度（用于白色LED）或顏色（用于彩色設(shè)備）對(duì)LED進(jìn)行分類，將它們分成箱。該方法可幫助供應(yīng)商管理庫存以確?？捎眯裕⑹褂脩羟宄私饪色@得的輸出特性。

顏色分類

美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)的ANSI_NEMA_ANSLG C78.377-2008標(biāo)準(zhǔn)定義了一系列色彩四邊形，這些四邊形沿著Commission Internationale de l‘Eclairage（CIE）色度空間中的黑體線條（更多信息）信息請(qǐng)參閱TechZone有關(guān)LED規(guī)格的文章 - 了解白色。另請(qǐng)參見下面的圖1.）

圖1：CIE 1931 x，y中的黑體線色度空間（左）提供了一種定量方法，用于比較LED的顏色與黑體輻射器的顏色。 ANSI_NEMA_ANSLG C78.377-2008標(biāo)準(zhǔn)（右）規(guī)定了一系列色度四邊形，用于定義一般照明應(yīng)用的最大允許色彩變化。 （來源：ANSI）

四邊形基本上對(duì)應(yīng)于模擬白光源（從冷白到暖白）的相關(guān)色溫（CCT），如圖2所示。制造商將白光LED的色度調(diào)整到不同程度粒度，使用色度四邊形的子集，再次如圖2所示。箱子越小，設(shè)備性能越一致。但是，需要進(jìn)行權(quán)衡。假設(shè)供應(yīng)商甚至提供單箱，通過單箱購買涉及價(jià)格上漲兩個(gè)數(shù)量級(jí)。更常見，更經(jīng)濟(jì)的方法是購買將多個(gè)垃圾箱組合在一起的產(chǎn)品。

圖2：制造商將ANSI色度四邊形劃分為稱為二進(jìn)制位的段，然后根據(jù)這些輸出特性對(duì)設(shè)備進(jìn)行分組。 （資料來源：歐司朗光電半導(dǎo)體公司）

歐司朗光電半導(dǎo)體公司為其DURIS E3普通照明設(shè)備指定了62個(gè)不同的色度分檔，然后將它們分為暖白色，中性白色或冷白色等產(chǎn)品。數(shù)據(jù)表給出了每個(gè)箱的精確CIE x，y坐標(biāo)，并且邊界箱號(hào)出現(xiàn)在零件ID的末尾。對(duì)于除了最苛刻的應(yīng)用之外的所有應(yīng)用，來自多個(gè)相關(guān)箱柜的混合設(shè)備可以平滑變化，從而產(chǎn)生看似均勻的輸出。

盡管產(chǎn)品往往包含多個(gè)分檔，但模具通常會(huì)分類。例如，購買包含8個(gè)箱的暖白色LED產(chǎn)品的客戶可能會(huì)收到8個(gè)磁帶卷，每個(gè)磁帶卷包含來自單個(gè)箱的芯片。雖然LED的輸出在卷軸與卷軸之間變化足以使人眼可辨別，但顏色混合使效果均勻。

對(duì)于大多數(shù)用途來說這很好，但有些應(yīng)用程序根本無法容忍任何變化。對(duì)于博物館或零售照明等定向應(yīng)用，Cree的多芯片XLamp MT-G EasyWhite LED提供了另一種選擇。該公司將模具分組為ANSI四邊形的中心，但只是其一小部分。更重要的是，產(chǎn)品不是作為團(tuán)體銷售的，允許客戶選擇他們需要的垃圾箱。例如，在博物館中，準(zhǔn)確的顯色性是必不可少的，選擇特定箱子的能力提供了巨大的好處。

制造商還根據(jù)光通量的變化對(duì)LED進(jìn)行裝箱。與顏色分類相比，助焊劑的篩選裝置往往只涉及少量的箱子。數(shù)據(jù)表上的表格通常首先通過光通量對(duì)LED進(jìn)行分類，然后通過色度或顏色對(duì)LED進(jìn)行分類。這些器件可以通過正向電壓進(jìn)一步細(xì)分，盡管這主要用于彩色LED。

要選擇合適的LED，首先要根據(jù)光通量，色度或顏色以及允許的帶寬來定義要求。檢查光通量分檔表，確保設(shè)備提供所需的亮度。接下來，使用規(guī)格表上的顏色數(shù)據(jù)來確定哪個(gè)色度四邊形將提供正確的波長。最后，轉(zhuǎn)到產(chǎn)品表并確定哪個(gè)選項(xiàng)包含所需的輸出特性。許多制造商在部件號(hào)中包含助焊劑和顏色分檔的代碼，但語法各不相同，因此請(qǐng)仔細(xì)閱讀。

雖然固態(tài)照明行業(yè)不斷努力改進(jìn)LED制造步驟，但輸出變化似乎不太可能完全消失。鑒于該過程固有的挑戰(zhàn)，分類似乎仍然存在。了解任何產(chǎn)品的分級(jí)規(guī)范有助于為最佳設(shè)計(jì)和實(shí)施提供信息。