半导体照明教程

本书围绕半导体照明这一主题，系统地介绍了光度学、色度学的基本知识；发光二极管的材料、器件的机理及其制造技术；LED器件和灯具的光电参数测试方法，驱动和控制方法，可靠性、寿命的测试和分析，以及各种半导体照明的应用技术，并研讨了半导体照明光品质问题。

本书内容系统、全面、通过理论联系实际，深入地阐述了半导体照明材料、器件、灯具及照明应用技术；反映了国内外该领域的科技进步和最新科技成果；论述了半导体照明研发和产业发展的方向。

第1章光视觉颜色

11光

111光的本质

112光的产生和传播

113人眼的光谱灵敏度

114光度学参数

12视觉

121作为光学系统的人眼

122视觉的特征与功能

13颜色

131颜色的性质

132国际照明委员会色度学系统

133色度学及其参数

第2章光源

21自然光源

211太阳

212月亮和行星

22人工光源

221人工光源的发明和发展

222白炽灯

223卤钨灯

224荧光灯

225低压钠灯

226高压放电灯

227无电极放电灯

228发光二极管

23照明的经济核算

第3章半导体发光材料晶体导论

31晶体结构

311空间点阵

312晶面与晶向

313闪锌矿结构、金刚石结构和纤锌矿结构

314晶体缺陷及其对发光的影响

32能带结构

33半导体晶体材料的电学性质

331费米能级和载流子

332载流子的漂移和迁移率

333电阻率的载流子浓度

334载流子寿命

34半导体发光材料的条件

341带隙宽度合适

342可获得电导率高的P型和N型晶体

343可获得完整性好的优质晶体

344发光复合概率大

第4章半导体的激发与发光

41PN结及其持性

411理想的PN结

412实际的PN结

42注入载流子的复合

421复合的种类

422辐射型复合

423非辐射型复合

424辐射复合与非辐射复合之间的竞争

43异质结构和量子阱

431异质结构

432量子阱

第5章半导体发光材料体系

51砷化镓

52磷化镓

53磷砷化镓

54镓铝砷

55铝镓铟磷

56铟镓氮

第6章半导体照明光源的发展

6121世纪新光源——半导体照明光源

62发光二极管的发展

63发光二极管材料生长方法

64高亮度发光二极管芯片结构

65发光二极管器件结构进展

66照明用LED的特征参数和近期发展

第7章半导体发光材料外延生长

71半导体发光材料外延生长方法

72磷砷化镓氢化物气相外延生长（HVPE）

73磷化镓的液相外延

74镓铝砷的液相外延

75铝镓铟磷MOCVD

76铟镓氮MOCVD

761GaN PN结LED

762双气流法

763N2中热退火制P型GaN

764器件生长

765重要技术问题

第8章LED芯片制备技术

81光刻技术

82氮化硅生长

83扩散

84欧姆接触电极

85氧化铟锡（ITO）透明电极

86表面粗化

87微透镜技术

88光子晶体

89激光剥离（LLO）

810倒装芯片技术

811垂直结构芯片技术

812芯片切割

813三维芯片

第9章白光发光二极管

91新世纪光源的研制目标

92人造白光的最佳化

93荧光粉转换白光LED

94多芯片白光LED

第10章LED封装技术

101LED器件的设计

1011设计原则

1012电学设计

1013热学设计

1014光学设计

1015视觉因素

102LED封装技术

1021小功率LED封装

1022SMD LED的封装

1023大电流LED的封装

1024功率LED的封装

1025功率LED组件

1026铟镓氮类LED的防静电措施

第11章发光二极管的测试

111发光器件的效率

1111发光效率

1112功率效率

1113量子效率

112发电器件的电学参数

1121伏安特性

1122总电容

133光电响应参数

114光度学参数

1141法向光强I0的测定

1142发光强度角分布（半强度角和偏差角）

1143总光通量的测量

1144量值传递

115色度学参数

1151光谱分布曲线

1152色度坐标测量

1153显色指数

1154色温和相关色温测量

116热学参数（结温、热阻）

117静电耐受性

第12章发光二极管的可靠性

121LED可靠性概念

1211可靠性的含义

1212可靠度的定义

1213LED可靠性的相关概念

122LED的失效分析

1221芯片的退化

1222环氧系塑料的寿命分析

1223LED器件的寿命分析

1224荧光粉的退化

123可靠性试验

1231小功率LED环境试验

1232功率LED环境试验

124寿命试验

1241小功率LED的寿命试验

1242功率LED（白光）长期工作寿命试验

1243功率LED加速寿命试验

125可靠性筛选

1251功率老化

1252高温老化

1253湿度试验

1254高低温循环

1255其他项目的选用

126例行试验和鉴定验收试验

1261例行试验

1262鉴定验收试验

第13章半导体照明驱动与控制

131LED驱动技术

1311LED的电学性能特点

1312电源驱动方案

1313驱动电路基本方案

1314LED驱动器的特性

1315LED与驱动器的匹配

132LED驱动器

1321电容降压式LED驱动器

1322电感式LED驱动器

1323电荷泵式LED驱动器

1324LED恒流驱动器

1325高压线性恒流驱动器

133LED集成驱动电路资料摘编

134控制技术

1341调光

1342调色

1343调色温

1344智能照明

第14章半导体照明应用——景观照明

141通用照明的范围和分类

142半导体照明应用产品开发原则

1421要从LED的优点出发开发应用产品

1422应用产品市场启动的判据——照明成本

1423应用产品的技术关键是散热

1424遵循功率由低到高、技术由易到难的原则

143照明灯具通则

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灯具的分类

144景观照明

1441景观照明的功能作用

1442光源选择以LED为佳

1443LED景观灯具

1444LED景观照明典型工程

1445景观照明规范化

第15章半导体照明应用——道路照明

151道路照明质量指标

1511路面的平均亮度

1512路面的亮度均匀度

1513眩光控制水平

1514环境照明系数

1515视觉引导性

152道路照明的标准

153道路照明方式

1531灯杆照明

1532高杆照明

1533悬索照明

1534栏杆照明

154道路照明的现场测量

155传统道路照明光源使用现状

156LED路灯是半导体照明中冒出的黑马

157LED路灯技术

1571光学设计

1572散热设计

1573LED路灯的驱动电源

158LED太阳能路灯

159LED隧道灯

1510光源效率和照明系统整体效率

第16章半导体照明应用——室内照明

161办公室照明

1611集中办公区

1612单元办公区

1613会议办公区

1614综合办公区

1615公共区域

1616办公室照明发展的趋势

1617LED照明在办公室的应用案例

162商场照明

1621超级市场照明

1622百货商店照明

1623专卖店和旗舰店照明

163工厂车间照明

164住宅照明

1641住宅照明设计

1642住宅照明的功能和要求

165学校照明

166医院照明

167室内照明LED光源和灯具

第17章半导体照明的光品质

171色纯度

172显色性

173舒适度

174LED色温

175智能化LED生物节律照明

第18章半导体照明技术、市场现状和展望

181材料

1811衬底

1812外延

1813芯片技术

182制造和测试设备

183LED器件和组件

184照明灯具系统

185智能控制LED照明工程系统

186中国半导体照明产业

187全球半导体照明产业发展趋势

188全球半导体照明产业展望

189有机发光二极管进展

1810LED的非视觉应用进展

附录思考题答案

参考文献 2100433B

半导体照明认证工程师项目概要

半导体照明认证工程师是CSA认证系列之一，是半导体照明领域目前唯一的权威认证。半导体照明认证工程师代表了半导体照明领域从业人员的从业资质和能力水平，同时也是帮助半导体照明领域从业人员进行职业生涯规划的有效工具。随着半导体照明认证工程师项目的推广逐渐深入，半导体照明认证工程师在半导体照明业界越来越受青睐，在一定程度上，为企业人力资源发展及人才梯队建设提供了完善的参考依据。有关专家称，半导体照明认证工程师在未来几年后，将引领整个半导体照明领域的发展，成为半导体照明技术领域的人才标杆象征，也将纳入半导体照明企业招聘人才的必备条件之一，拥有半导体照明认证工程师证书将成为半导体照明职场的新视野，成为增强职场核心竞争力的有效途径之一。半导体照明认证工程师培养体系也将与市场发展接轨，确保与时具进，满足行业发展的需要，从而使半导体照明认证工程师能够掌握行业先进技能，成为企业技术骨干的代名词。

半导体照明工程师认证是由国家半导体照明工程研发及产业联盟（简称CSA）于2010年推出的半导体照明领域从业人员技能水平的认证项目，旨在为半导体照明领域培养具有全球视野、掌握行业先进技能的半导体外延工程师、半导体照明芯片工程师、半导体照明封装工程师、半导体照明应用产品工程师。

半导体照明工程师认证以《半导体照明工程师专业能力规范》为依据，代表了半导体照明技术领域关键岗位的工作角色及职责。取得特定的认证，可作为具备成功执行该领域重要技术工作所需能力的最佳证明。半导体照明工程师认证的推出受到了半导体照明产业界广泛、热烈的支持，半导体照明工程师认证是半导体照明专业技术人员达到长期事业目标的最有效率的途径之一，并且是半导体照明企业用来选拔、留住以及发展专业技术人员的最佳方式。

半导体照明认证工程师认证优势

拥有半导体照明工程师认证的专业技术人员的表现将更为出色。通过半导体照明工程师认证程序获得实务专业技能，不仅可以丰富专业知识、扩展实战经验、提升岗位能力和自身职业竞争力，还可以在半导体照明技术持续创新发展中崭露头角，成为半导体照明技术发展的驱动者。除此之外，认证还有如下具体优势：

业界认可的知识和能力

专业技术资格的权威证明

扩展自己的技术人脉资源网络

得到职业发展规划指导

获邀参与半导体照明技术国家级研发课题的机会

获邀参加研讨或讲习会、技术培训课程及相关活动的机会

半导体照明认证工程师认证体系

半导体照明工程师认证体系以《半导体照明工程师专业能力规范》为依据，根据产业链各环节不同的技术及工艺特点，分为外延、芯片、封装、以及应用产品几个领域以及相应的专业方向。每个领域的工程师认证根据任职要求、知识结构以及能力要求的不同，分为初级（Level1）、中级（Level2）、 高级（Level3）三个级别。

面临当前半导体照明产业人才紧缺的现状，为适应半导体照明产业的快速发展，满足产业不断增长的人才需求，在科技部以及人保部的支持和指导下，自2010年7月开始国家半导体照明工程研发及产业联盟组织半导体照明领域近百家龙头企业代表、业内专家在半导体照明从业人员关键技术岗位分析的基础上建立了半导体照明从专业人员岗位能力素质模型，进而形成“专业能力体系”和“职业技能体系”。

专业能力体系是指研发设计类人才的专业能力体系。半导体照明研发设计类人才专业能力体系分为三个类别：外延/芯片类工程师专业能力、封装工程师专业能力、应用产品工程师专业能力。“专业能力规范”：《半导体照明工程师专业能力规范（封装）》、《半导体照明工程师专业能力规范（应用产品-光学方向）》、《半导体照明工程师专业能力规范（应用产品-热学与结构方向）》、《半导体照明工程师专业能力规范（应用产品-电学与控制方向）》，以及《半导体照明工程师专业能力规范（外延/芯片）》。其中封装和应用产品类别的专业能力规范已经颁布实施，外延/芯片类的专业能力规范将于2012年底前颁布实施。

职业技能体系是指产品制造类人才的职业技能体系。职业技能体系的重要组成是“专项能力”。人保部职业技能鉴定中心授权和委托联盟开发半导体照明产品制造类人才专项能力考核规范的起草。拟于2012年底前颁布实施。

《半导体照明工程师专业能力规范（封装）》

《半导体照明工程师专业能力规范（应用产品-光学方向）》

《半导体照明工程师专业能力规范（应用产品-热学与结构方向）》

《半导体照明工程师专业能力规范（应用产品-电学与控制方向）》

2018年12月18日，《半导体照明术语》发布。

2018年12月18日，《半导体照明术语》实施。