半導(dǎo)體照明教程

本書圍繞半導(dǎo)體照明這一主題，系統(tǒng)地介紹了光度學(xué)、色度學(xué)的基本知識；發(fā)光二極管的材料、器件的機(jī)理及其制造技術(shù)；LED器件和燈具的光電參數(shù)測試方法，驅(qū)動和控制方法，可靠性、壽命的測試和分析，以及各種半導(dǎo)體照明的應(yīng)用技術(shù)，并研討了半導(dǎo)體照明光品質(zhì)問題。

本書內(nèi)容系統(tǒng)、全面、通過理論聯(lián)系實(shí)際，深入地闡述了半導(dǎo)體照明材料、器件、燈具及照明應(yīng)用技術(shù)；反映了國內(nèi)外該領(lǐng)域的科技進(jìn)步和最新科技成果；論述了半導(dǎo)體照明研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。

第1章光視覺顏色

11光

111光的本質(zhì)

112光的產(chǎn)生和傳播

113人眼的光譜靈敏度

114光度學(xué)參數(shù)

12視覺

121作為光學(xué)系統(tǒng)的人眼

122視覺的特征與功能

13顏色

131顏色的性質(zhì)

132國際照明委員會色度學(xué)系統(tǒng)

133色度學(xué)及其參數(shù)

第2章光源

21自然光源

211太陽

212月亮和行星

22人工光源

221人工光源的發(fā)明和發(fā)展

222白熾燈

223鹵鎢燈

224熒光燈

225低壓鈉燈

226高壓放電燈

227無電極放電燈

228發(fā)光二極管

23照明的經(jīng)濟(jì)核算

第3章半導(dǎo)體發(fā)光材料晶體導(dǎo)論

31晶體結(jié)構(gòu)

311空間點(diǎn)陣

312晶面與晶向

313閃鋅礦結(jié)構(gòu)、金剛石結(jié)構(gòu)和纖鋅礦結(jié)構(gòu)

314晶體缺陷及其對發(fā)光的影響

32能帶結(jié)構(gòu)

33半導(dǎo)體晶體材料的電學(xué)性質(zhì)

331費(fèi)米能級和載流子

332載流子的漂移和遷移率

333電阻率的載流子濃度

334載流子壽命

34半導(dǎo)體發(fā)光材料的條件

341帶隙寬度合適

342可獲得電導(dǎo)率高的P型和N型晶體

343可獲得完整性好的優(yōu)質(zhì)晶體

344發(fā)光復(fù)合概率大

第4章半導(dǎo)體的激發(fā)與發(fā)光

41PN結(jié)及其持性

411理想的PN結(jié)

412實(shí)際的PN結(jié)

42注入載流子的復(fù)合

421復(fù)合的種類

422輻射型復(fù)合

423非輻射型復(fù)合

424輻射復(fù)合與非輻射復(fù)合之間的競爭

43異質(zhì)結(jié)構(gòu)和量子阱

431異質(zhì)結(jié)構(gòu)

432量子阱

第5章半導(dǎo)體發(fā)光材料體系

51砷化鎵

52磷化鎵

53磷砷化鎵

54鎵鋁砷

55鋁鎵銦磷

56銦鎵氮

第6章半導(dǎo)體照明光源的發(fā)展

6121世紀(jì)新光源——半導(dǎo)體照明光源

62發(fā)光二極管的發(fā)展

63發(fā)光二極管材料生長方法

64高亮度發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)

65發(fā)光二極管器件結(jié)構(gòu)進(jìn)展

66照明用LED的特征參數(shù)和近期發(fā)展

第7章半導(dǎo)體發(fā)光材料外延生長

71半導(dǎo)體發(fā)光材料外延生長方法

72磷砷化鎵氫化物氣相外延生長（HVPE）

73磷化鎵的液相外延

74鎵鋁砷的液相外延

75鋁鎵銦磷MOCVD

76銦鎵氮MOCVD

761GaN PN結(jié)LED

762雙氣流法

763N2中熱退火制P型GaN

764器件生長

765重要技術(shù)問題

第8章LED芯片制備技術(shù)

81光刻技術(shù)

82氮化硅生長

83擴(kuò)散

84歐姆接觸電極

85氧化銦錫（ITO）透明電極

86表面粗化

87微透鏡技術(shù)

88光子晶體

89激光剝離（LLO）

810倒裝芯片技術(shù)

811垂直結(jié)構(gòu)芯片技術(shù)

812芯片切割

813三維芯片

第9章白光發(fā)光二極管

91新世紀(jì)光源的研制目標(biāo)

92人造白光的最佳化

93熒光粉轉(zhuǎn)換白光LED

94多芯片白光LED

第10章LED封裝技術(shù)

101LED器件的設(shè)計

1011設(shè)計原則

1012電學(xué)設(shè)計

1013熱學(xué)設(shè)計

1014光學(xué)設(shè)計

1015視覺因素

102LED封裝技術(shù)

1021小功率LED封裝

1022SMD LED的封裝

1023大電流LED的封裝

1024功率LED的封裝

1025功率LED組件

1026銦鎵氮類LED的防靜電措施

第11章發(fā)光二極管的測試

111發(fā)光器件的效率

1111發(fā)光效率

1112功率效率

1113量子效率

112發(fā)電器件的電學(xué)參數(shù)

1121伏安特性

1122總電容

133光電響應(yīng)參數(shù)

114光度學(xué)參數(shù)

1141法向光強(qiáng)I0的測定

1142發(fā)光強(qiáng)度角分布（半強(qiáng)度角和偏差角）

1143總光通量的測量

1144量值傳遞

115色度學(xué)參數(shù)

1151光譜分布曲線

1152色度坐標(biāo)測量

1153顯色指數(shù)

1154色溫和相關(guān)色溫測量

116熱學(xué)參數(shù)（結(jié)溫、熱阻）

117靜電耐受性

第12章發(fā)光二極管的可靠性

121LED可靠性概念

1211可靠性的含義

1212可靠度的定義

1213LED可靠性的相關(guān)概念

122LED的失效分析

1221芯片的退化

1222環(huán)氧系塑料的壽命分析

1223LED器件的壽命分析

1224熒光粉的退化

123可靠性試驗(yàn)

1231小功率LED環(huán)境試驗(yàn)

1232功率LED環(huán)境試驗(yàn)

124壽命試驗(yàn)

1241小功率LED的壽命試驗(yàn)

1242功率LED（白光）長期工作壽命試驗(yàn)

1243功率LED加速壽命試驗(yàn)

125可靠性篩選

1251功率老化

1252高溫老化

1253濕度試驗(yàn)

1254高低溫循環(huán)

1255其他項目的選用

126例行試驗(yàn)和鑒定驗(yàn)收試驗(yàn)

1261例行試驗(yàn)

1262鑒定驗(yàn)收試驗(yàn)

第13章半導(dǎo)體照明驅(qū)動與控制

131LED驅(qū)動技術(shù)

1311LED的電學(xué)性能特點(diǎn)

1312電源驅(qū)動方案

1313驅(qū)動電路基本方案

1314LED驅(qū)動器的特性

1315LED與驅(qū)動器的匹配

132LED驅(qū)動器

1321電容降壓式LED驅(qū)動器

1322電感式LED驅(qū)動器

1323電荷泵式LED驅(qū)動器

1324LED恒流驅(qū)動器

1325高壓線性恒流驅(qū)動器

133LED集成驅(qū)動電路資料摘編

134控制技術(shù)

1341調(diào)光

1342調(diào)色

1343調(diào)色溫

1344智能照明

第14章半導(dǎo)體照明應(yīng)用——景觀照明

141通用照明的范圍和分類

142半導(dǎo)體照明應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)原則

1421要從LED的優(yōu)點(diǎn)出發(fā)開發(fā)應(yīng)用產(chǎn)品

1422應(yīng)用產(chǎn)品市場啟動的判據(jù)——照明成本

1423應(yīng)用產(chǎn)品的技術(shù)關(guān)鍵是散熱

1424遵循功率由低到高、技術(shù)由易到難的原則

143照明燈具通則

1431反射器的基本形式

1432折射器的基本形式

1433燈具的分類

144景觀照明

1441景觀照明的功能作用

1442光源選擇以LED為佳

1443LED景觀燈具

1444LED景觀照明典型工程

1445景觀照明規(guī)范化

第15章半導(dǎo)體照明應(yīng)用——道路照明

151道路照明質(zhì)量指標(biāo)

1511路面的平均亮度

1512路面的亮度均勻度

1513眩光控制水平

1514環(huán)境照明系數(shù)

1515視覺引導(dǎo)性

152道路照明的標(biāo)準(zhǔn)

153道路照明方式

1531燈桿照明

1532高桿照明

1533懸索照明

1534欄桿照明

154道路照明的現(xiàn)場測量

155傳統(tǒng)道路照明光源使用現(xiàn)狀

156LED路燈是半導(dǎo)體照明中冒出的黑馬

157LED路燈技術(shù)

1571光學(xué)設(shè)計

1572散熱設(shè)計

1573LED路燈的驅(qū)動電源

158LED太陽能路燈

159LED隧道燈

1510光源效率和照明系統(tǒng)整體效率

第16章半導(dǎo)體照明應(yīng)用——室內(nèi)照明

161辦公室照明

1611集中辦公區(qū)

1612單元辦公區(qū)

1613會議辦公區(qū)

1614綜合辦公區(qū)

1615公共區(qū)域

1616辦公室照明發(fā)展的趨勢

1617LED照明在辦公室的應(yīng)用案例

162商場照明

1621超級市場照明

1622百貨商店照明

1623專賣店和旗艦店照明

163工廠車間照明

164住宅照明

1641住宅照明設(shè)計

1642住宅照明的功能和要求

165學(xué)校照明

166醫(yī)院照明

167室內(nèi)照明LED光源和燈具

第17章半導(dǎo)體照明的光品質(zhì)

171色純度

172顯色性

173舒適度

174LED色溫

175智能化LED生物節(jié)律照明

第18章半導(dǎo)體照明技術(shù)、市場現(xiàn)狀和展望

181材料

1811襯底

1812外延

1813芯片技術(shù)

182制造和測試設(shè)備

183LED器件和組件

184照明燈具系統(tǒng)

185智能控制LED照明工程系統(tǒng)

186中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)

187全球半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

188全球半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)展望

189有機(jī)發(fā)光二極管進(jìn)展

1810LED的非視覺應(yīng)用進(jìn)展

附錄思考題答案

參考文獻(xiàn) 2100433B

半導(dǎo)體照明認(rèn)證工程師項目概要

半導(dǎo)體照明認(rèn)證工程師是CSA認(rèn)證系列之一，是半導(dǎo)體照明領(lǐng)域目前唯一的權(quán)威認(rèn)證。半導(dǎo)體照明認(rèn)證工程師代表了半導(dǎo)體照明領(lǐng)域從業(yè)人員的從業(yè)資質(zhì)和能力水平，同時也是幫助半導(dǎo)體照明領(lǐng)域從業(yè)人員進(jìn)行職業(yè)生涯規(guī)劃的有效工具。隨著半導(dǎo)體照明認(rèn)證工程師項目的推廣逐漸深入，半導(dǎo)體照明認(rèn)證工程師在半導(dǎo)體照明業(yè)界越來越受青睞，在一定程度上，為企業(yè)人力資源發(fā)展及人才梯隊建設(shè)提供了完善的參考依據(jù)。有關(guān)專家稱，半導(dǎo)體照明認(rèn)證工程師在未來幾年后，將引領(lǐng)整個半導(dǎo)體照明領(lǐng)域的發(fā)展，成為半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域的人才標(biāo)桿象征，也將納入半導(dǎo)體照明企業(yè)招聘人才的必備條件之一，擁有半導(dǎo)體照明認(rèn)證工程師證書將成為半導(dǎo)體照明職場的新視野，成為增強(qiáng)職場核心競爭力的有效途徑之一。半導(dǎo)體照明認(rèn)證工程師培養(yǎng)體系也將與市場發(fā)展接軌，確保與時具進(jìn)，滿足行業(yè)發(fā)展的需要，從而使半導(dǎo)體照明認(rèn)證工程師能夠掌握行業(yè)先進(jìn)技能，成為企業(yè)技術(shù)骨干的代名詞。

半導(dǎo)體照明工程師認(rèn)證是由國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（簡稱CSA）于2010年推出的半導(dǎo)體照明領(lǐng)域從業(yè)人員技能水平的認(rèn)證項目，旨在為半導(dǎo)體照明領(lǐng)域培養(yǎng)具有全球視野、掌握行業(yè)先進(jìn)技能的半導(dǎo)體外延工程師、半導(dǎo)體照明芯片工程師、半導(dǎo)體照明封裝工程師、半導(dǎo)體照明應(yīng)用產(chǎn)品工程師。

半導(dǎo)體照明工程師認(rèn)證以《半導(dǎo)體照明工程師專業(yè)能力規(guī)范》為依據(jù)，代表了半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域關(guān)鍵崗位的工作角色及職責(zé)。取得特定的認(rèn)證，可作為具備成功執(zhí)行該領(lǐng)域重要技術(shù)工作所需能力的最佳證明。半導(dǎo)體照明工程師認(rèn)證的推出受到了半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)界廣泛、熱烈的支持，半導(dǎo)體照明工程師認(rèn)證是半導(dǎo)體照明專業(yè)技術(shù)人員達(dá)到長期事業(yè)目標(biāo)的最有效率的途徑之一，并且是半導(dǎo)體照明企業(yè)用來選拔、留住以及發(fā)展專業(yè)技術(shù)人員的最佳方式。

半導(dǎo)體照明認(rèn)證工程師認(rèn)證優(yōu)勢

擁有半導(dǎo)體照明工程師認(rèn)證的專業(yè)技術(shù)人員的表現(xiàn)將更為出色。通過半導(dǎo)體照明工程師認(rèn)證程序獲得實(shí)務(wù)專業(yè)技能，不僅可以豐富專業(yè)知識、擴(kuò)展實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)、提升崗位能力和自身職業(yè)競爭力，還可以在半導(dǎo)體照明技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展中嶄露頭角，成為半導(dǎo)體照明技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動者。除此之外，認(rèn)證還有如下具體優(yōu)勢：

業(yè)界認(rèn)可的知識和能力

專業(yè)技術(shù)資格的權(quán)威證明

擴(kuò)展自己的技術(shù)人脈資源網(wǎng)絡(luò)

得到職業(yè)發(fā)展規(guī)劃指導(dǎo)

獲邀參與半導(dǎo)體照明技術(shù)國家級研發(fā)課題的機(jī)會

獲邀參加研討或講習(xí)會、技術(shù)培訓(xùn)課程及相關(guān)活動的機(jī)會

半導(dǎo)體照明認(rèn)證工程師認(rèn)證體系

半導(dǎo)體照明工程師認(rèn)證體系以《半導(dǎo)體照明工程師專業(yè)能力規(guī)范》為依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)不同的技術(shù)及工藝特點(diǎn)，分為外延、芯片、封裝、以及應(yīng)用產(chǎn)品幾個領(lǐng)域以及相應(yīng)的專業(yè)方向。每個領(lǐng)域的工程師認(rèn)證根據(jù)任職要求、知識結(jié)構(gòu)以及能力要求的不同，分為初級（Level1）、中級（Level2）、 高級（Level3）三個級別。

面臨當(dāng)前半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)人才緊缺的現(xiàn)狀，為適應(yīng)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，滿足產(chǎn)業(yè)不斷增長的人才需求，在科技部以及人保部的支持和指導(dǎo)下，自2010年7月開始國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟組織半導(dǎo)體照明領(lǐng)域近百家龍頭企業(yè)代表、業(yè)內(nèi)專家在半導(dǎo)體照明從業(yè)人員關(guān)鍵技術(shù)崗位分析的基礎(chǔ)上建立了半導(dǎo)體照明從專業(yè)人員崗位能力素質(zhì)模型，進(jìn)而形成“專業(yè)能力體系”和“職業(yè)技能體系”。

專業(yè)能力體系是指研發(fā)設(shè)計類人才的專業(yè)能力體系。半導(dǎo)體照明研發(fā)設(shè)計類人才專業(yè)能力體系分為三個類別：外延/芯片類工程師專業(yè)能力、封裝工程師專業(yè)能力、應(yīng)用產(chǎn)品工程師專業(yè)能力?！皩I(yè)能力規(guī)范”：《半導(dǎo)體照明工程師專業(yè)能力規(guī)范（封裝）》、《半導(dǎo)體照明工程師專業(yè)能力規(guī)范（應(yīng)用產(chǎn)品-光學(xué)方向）》、《半導(dǎo)體照明工程師專業(yè)能力規(guī)范（應(yīng)用產(chǎn)品-熱學(xué)與結(jié)構(gòu)方向）》、《半導(dǎo)體照明工程師專業(yè)能力規(guī)范（應(yīng)用產(chǎn)品-電學(xué)與控制方向）》，以及《半導(dǎo)體照明工程師專業(yè)能力規(guī)范（外延/芯片）》。其中封裝和應(yīng)用產(chǎn)品類別的專業(yè)能力規(guī)范已經(jīng)頒布實(shí)施，外延/芯片類的專業(yè)能力規(guī)范將于2012年底前頒布實(shí)施。

職業(yè)技能體系是指產(chǎn)品制造類人才的職業(yè)技能體系。職業(yè)技能體系的重要組成是“專項能力”。人保部職業(yè)技能鑒定中心授權(quán)和委托聯(lián)盟開發(fā)半導(dǎo)體照明產(chǎn)品制造類人才專項能力考核規(guī)范的起草。擬于2012年底前頒布實(shí)施。

《半導(dǎo)體照明工程師專業(yè)能力規(guī)范（封裝）》

《半導(dǎo)體照明工程師專業(yè)能力規(guī)范（應(yīng)用產(chǎn)品-光學(xué)方向）》

《半導(dǎo)體照明工程師專業(yè)能力規(guī)范（應(yīng)用產(chǎn)品-熱學(xué)與結(jié)構(gòu)方向）》

《半導(dǎo)體照明工程師專業(yè)能力規(guī)范（應(yīng)用產(chǎn)品-電學(xué)與控制方向）》

2018年12月18日，《半導(dǎo)體照明術(shù)語》發(fā)布。

2018年12月18日，《半導(dǎo)體照明術(shù)語》實(shí)施。