Светлинният принцип на LED

Всичкипрезареждащата се работна лампа, преносима къмпинг светлинаимногофункционален челникИзползвайте LED крушка. За да разберете принципа на диодния светодиод, първо трябва да разберете основните познания за полупроводниците. Проводимите свойства на полупроводниковите материали са между проводниците и изолаторите. Техните уникални характеристики са: когато полупроводникът се стимулира от външни светлинни и топлинни условия, неговата проводима способност ще се промени значително; Добавянето на малки количества примеси към чист полупроводник значително увеличава способността му да провежда електричество. Силиций (Si) и германий (Ge) са най-често използваните полупроводници в съвременната електроника, а техните външни електрони са четири. Когато силициевите или германиевите атоми образуват кристал, съседните атоми взаимодействат помежду си, така че външните електрони се споделят от двата атома, което образува ковалентна връзка в кристала, която е молекулярна структура с малка ограничаваща способност. При стайна температура (300K), термичното 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 вакантно място. Това вакантно 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 например 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 отърве от връзката и да се превърне в свободен електрон. Този вид примесен полупроводник се нарича електронен полупроводник (N-тип полупроводник). Добавянето на малко количество тривалентни елементарни примеси (като бор и др.) към вътрешния полупроводник обаче, тъй като има само три електрона във външния слой, след образуване на ковалентна връзка с околните полупроводникови атоми, ще създаде вакантно място в кристала. Този вид примесен полупроводник се нарича дупков полупроводник (P-тип полупроводник). Когато N-тип и P-тип полупроводници се комбинират, има разлика в концентрацията на свободни електрони и дупки на техния преход. Както електроните, така и дупките дифундират към по-ниската концентрация, оставяйки след себе си заредени, но неподвижни йони, които разрушават първоначалната електрическа неутралност на N-тип и P-тип областите. Тези неподвижни заредени частици често се наричат ​​пространствени заряди и са концентрирани близо до границата на N и P областите, образувайки много тънка област с пространствен заряд, известна като PN преход.

Когато към двата края на PN прехода се приложи напрежение в права посока (положително напрежение от едната страна на P-типа), дупките и свободните електрони се движат една около друга, създавайки вътрешно електрическо поле. Новоинжектираните дупки след това се рекомбинират със свободните електрони, понякога освобождавайки излишна енергия под формата на фотони, което е светлината, която виждаме да се излъчва от светодиодите. Такъв спектър е относително тесен и тъй като всеки материал има различна ширина на забранената зона, дължините на вълните на излъчваните фотони са различни, така че цветовете на светодиодите се определят от използваните основни материали.