Det lysende prinsippet om LED

Alledet oppladbare arbeidslyset, Bærbart campinglysogMultifunksjonell hodelyktBruk LED -pæretypen. For å forstå prinsippet om diode LED, først å forstå den grunnleggende kunnskapen til halvledere. De ledende egenskapene til halvledermaterialer er mellom ledere og isolatorer. Dens unike trekk er: Når halvlederen stimuleres av ytre lys- og varmeforhold, vil dens ledende evne endres betydelig; Å legge til små mengder urenheter til en ren halvleder øker evnen til å utføre strøm betydelig. Silisium (Si) og Germanium (GE) er de mest brukte halvledere i moderne elektronikk, og deres ytre elektroner er fire. Når silisium- eller germaniumatomer danner en krystall, samhandler naboatomer med hverandre, slik at de ytre elektronene blir delt av de to atomene, som danner den kovalente bindingsstrukturen i krystallen, som er en molekylær struktur med liten begrensningsevne. Ved romtemperatur (300K) vil termisk eksitasjon få noen ytre elektroner til å få nok energi til å bryte seg bort fra den kovalente bindingen og bli frie elektroner, denne prosessen kalles egen eksitasjon. Etter at elektronet er ubundet til å bli et gratis elektron, blir en ledig stilling igjen i den kovalente bindingen. Denne ledigheten kalles et hull. Utseendet til et hull er en viktig funksjon som skiller en halvleder fra en leder.

Når en liten mengde pentavalent urenhet som fosfor tilsettes den iboende halvlederen, vil den ha et ekstra elektron etter å ha dannet en kovalent binding med andre halvlederatomer. Dette ekstra elektronet trenger bare veldig liten energi for å bli kvitt bindingen og bli et gratis elektron. Denne typen urenhets halvleder kalles elektronisk halvleder (N-type halvleder). Imidlertid tilfører en liten mengde trivalente elementære urenheter (som bor osv.) I den iboende halvlederen, fordi den bare har tre elektroner i det ytre laget, etter å ha dannet en kovalent binding med de omkringliggende halvlederatomer, vil det skape en ledig stilling i krystallen. Denne typen urenhets halvleder kalles hull halvleder (p-type halvleder). Når halvledere av N-type og p-type kombineres, er det en forskjell i konsentrasjonen av frie elektroner og hull i krysset. Både elektroner og hull er diffusert mot den lavere konsentrasjonen, og etterlater ladede, men immobile ioner som ødelegger den opprinnelige elektriske nøytraliteten til N-typen og P-type regioner. Disse immobile ladede partiklene kalles ofte romladninger, og de er konsentrert nær grensesnittet til N- og P -regionene for å danne et veldig tynt område med romladning, som er kjent som PN -krysset.

Når en fremover skjev spenning påføres begge ender av PN-krysset (positiv spenning til den ene siden av P-typen), beveger hullene og frie elektroner seg rundt hverandre, og skaper et internt elektrisk felt. De nylig injiserte hullene rekombinerer deretter med de frie elektronene, og noen ganger frigjør overflødig energi i form av fotoner, som er lyset vi ser utsendt av lysdioder. Et slikt spektrum er relativt smalt, og siden hvert materiale har et annet båndgap, er bølgelengdene til fotoner som sendes ut forskjellige, så fargene på LED -er bestemmes av basismaterialene som brukes.