Принципът на светене на светодиода

Всичкиакумулаторна работна светлина, преносима къмпинг светлинаимногофункционален челникизползвайте тип LED крушка. За да разберете принципа на диодния светодиод, първо трябва да разберете основните познания за полупроводниците. Проводимите свойства на полупроводниковите материали са между проводници и изолатори. Неговите уникални характеристики са: когато полупроводникът се стимулира от външни светлинни и топлинни условия, проводящата му способност ще се промени значително; Добавянето на малки количества примеси към чист полупроводник значително увеличава способността му да провежда електричество. Силицият (Si) и германият (Ge) са най-често използваните полупроводници в съвременната електроника, а техните външни електрони са четири. Когато атомите на силиций или германий образуват кристал, съседните атоми взаимодействат помежду си, така че външните електрони да се споделят от двата атома, което образува структурата на ковалентната връзка в кристала, която е молекулярна структура с малка ограничена способност. При стайна температура (300K), топлинното възбуждане ще накара някои външни електрони да получат достатъчно енергия, за да се откъснат от ковалентната връзка и да станат свободни електрони, този процес се нарича вътрешно възбуждане. След като електронът се освободи, за да стане свободен електрон, в ковалентната връзка остава празно място. Това празно място се нарича дупка. Появата на дупка е важна характеристика, която отличава полупроводника от проводника.

Когато към вътрешния полупроводник се добави малко количество петвалентен примес като фосфор, той ще има допълнителен електрон след образуване на ковалентна връзка с други полупроводникови атоми. Този допълнителен електрон се нуждае само от много малка енергия, за да се освободи от връзката и да стане свободен електрон. Този вид полупроводник с примеси се нарича електронен полупроводник (полупроводник от N-тип). Въпреки това, добавянето на малко количество тривалентни елементарни примеси (като бор и др.) към вътрешния полупроводник, тъй като той има само три електрона във външния слой, след образуване на ковалентна връзка с околните полупроводникови атоми, това ще създаде празно място в кристала. Този вид полупроводник с примеси се нарича полупроводник с дупки (полупроводник от тип P). Когато N-тип и P-тип полупроводници се комбинират, има разлика в концентрацията на свободни електрони и дупки при тяхното свързване. Както електроните, така и дупките се разпръскват към по-ниската концентрация, оставяйки след себе си заредени, но неподвижни йони, които разрушават първоначалната електрическа неутралност на регионите от N-тип и P-тип. Тези неподвижни заредени частици често се наричат ​​пространствени заряди и те са концентрирани близо до интерфейса на N и P областите, за да образуват много тънка област от пространствен заряд, която е известна като PN преход.

Когато към двата края на PN прехода се приложи напрежение в посока напред (положително напрежение към едната страна на P-типа), дупките и свободните електрони се движат един около друг, създавайки вътрешно електрическо поле. След това новоинжектираните дупки се рекомбинират със свободните електрони, понякога освобождавайки излишна енергия под формата на фотони, което е светлината, която виждаме, излъчвана от светодиодите. Такъв спектър е относително тесен и тъй като всеки материал има различна ширина на лентата, дължините на вълните на излъчените фотони са различни, така че цветовете на светодиодите се определят от основните използвани материали.