用于通用照明的大电流密度的高电压交/直流LED芯片

　　把高压直流芯片中的数个芯片单元连接成正负反向连接或桥式回路连接，构成交流LED芯片。

　　1、正负反向连接的正装结构的交流LED芯片

图13：正反向连接的交流LED芯片

　　2002年，首尔半导体提出正负反向连接的正装结构的交流LED芯片，如图13所示，2组串联的LED芯片单元正负反向连接到电极32，形成交流芯片。

　　2010年6月，推出交流芯片AcricheA4，达到：100lm/W，是目前业界最高水平。

图14：正负反向连接的交流LED芯片

　　2008年，Lumileds提出的正负反向连接的交流LED芯片的结构如图14所示。一个芯片上的芯片单元形成串联的两串，把两串正负反向连接，构成一个正装结构的高电压交流LED芯片。

　　2、桥式回路连接的正装结构的交流LED芯片

　　台湾工研院提出桥式回路连接的正装结构的交流LED芯片，如图15。一个LED芯片上的多个芯片单元32a串联，芯片单元31a、31b、31c、31d和32a形成桥式回路连接，使得该芯片可以承受交流电驱动。

　　晶元于2009年4月推出桥式回路连接的正装结构的交流LED芯片，采用30mA@27.5Vrms驱动。一个1.2x1.2mm2的芯片分成28个芯片单元，每个芯片单元的面积最大为0.0514mm2，每个芯片单元的电流密度约为29A/cm2。

　　（二）垂直结构的交流LED芯片

　　与正装结构的芯片相比较，垂直结构芯片散热效率较高，可以采用较大电流密度驱动。因此，垂直结构的交流LED芯片被提出。

　　1、正负反向连接的垂直结构的交流LED芯片

　　正负反向连接的垂直结构的交流的大电流密度LED芯片100（图16）包括多个芯片单元，每个芯片单元包括外延薄膜和金属膜。多个外延薄膜的p型限制层分别键合在金属薄膜101a、101e、102a、102e上，剥离生长衬底，外延薄膜的n型限制层101b、101f、102b、102f暴露，形成电极101d、101g、102c、102d，构成芯片单元。其中，芯片单元101b和101f串联，芯片单元102b和102f串联。把串联的芯片单元101b和101f与串联的芯片单元102b和102f正负反向连接，形成垂直结构的交流的大电流密度驱动的LED芯片。

　　2、桥式回路连接的垂直结构的交流LED芯片

　　垂直结构的交流的大电流密度LED芯片包括多个芯片单元，每个芯片单元包括外延薄膜、金属膜和支持衬底，金属薄膜形成在支持衬底上，多个外延薄膜的p型限制层分别键合在金属薄膜上，剥离生长衬底，外延薄膜的n型限制层暴露，形成电极，使得芯片单元形成桥式回路连接，成为垂直结构的交流的大电流密度驱动的LED芯片。

　　（三）3维垂直结构的交流的大电流密度LED芯片

　　在垂直结构的交流的大电流密度LED芯片中，采用通孔导电支持衬底，形成3维垂直结构的交流的大电流密度LED芯片，其优势为，无需打金线，形成SMD型式，解决了芯片和封装的散热问题。

　　1、正负反向连接的3维垂直结构的交流的大电流密度LED芯片

　　在3维垂直结构的直流的高电压大电流密度LED芯片上，设计电极连接方式，使得多个芯片单元形成正负反向连接，则形成正负反向连接的3维垂直结构的交流的大电流密度LED芯片。

　　2、桥式回路连接的3维垂直结构的交流的大电流密度LED芯片

　　在3维垂直结构的直流的高电压大电流密度LED芯片上，设计电极连接方式，使得多个芯片单元形成桥式回路连接，则形成桥式回路连接的3维垂直结构的交流的大电流密度LED芯片。

四、交流LED电路

　　对于小功率灯具，采用交流LED芯片比较适宜。对于大功率灯具，采用直流LED芯片形成交流LED电路比较适宜。

　　（一）正负反向连接的交流LED电路

图17：LynkLab的交流电路

　　LynkLab最先推出采用直流LED芯片形成正负反向连接的交流LED电路（图17）（摘自晶元光电的报告）。

　　（二）桥式回路连接的交流LED电路

图18：桥式回路连接的交流LED电路

　　桥式回路连接的交流LED电路有多种不同的连接方式。

　　图18展示由半导体整流二极管542组成的桥式回路，包括4串串联的LED芯片。交流电的正半周或负半周流经4串中的3串串联的LED芯片。

图19：桥式回路连接的交流LED电路

　　图19展示桥式回路，包括，半导体整流二极管101a、101b、101c、101d和多串并联和串联组合的LED芯片102a、102b、102c、102d。交流电的正半周或负半周流经全部的LED芯片。