Принцип светлости ЛЕД диоде

Свипуњиво радно светло, преносиво камперско светлоимултифункционални фарКористите ЛЕД тип сијалице. Да бисте разумели принцип ЛЕД диоде, прво морате разумети основна знања о полупроводницима. Проводна својства полупроводничких материјала налазе се између проводника и изолатора. Њихове јединствене карактеристике су: када је полупроводник стимулисан спољашњим светлосним и топлотним условима, његова проводљивост ће се значајно променити; Додавање малих количина нечистоћа чистом полупроводнику значајно повећава његову способност провођења електрицитета. Силицијум (Si) и германијум (Ge) су најчешће коришћени полупроводници у модерној електроници, а њихова спољашња електрона су четири. Када атоми силицијума или германијума формирају кристал, суседни атоми међусобно интерагују, тако да спољашње електроне деле два атома, што формира структуру ковалентне везе у кристалу, што је молекуларна структура са малом способношћу ограничења. На собној температури (300K), термичка ексцитација ће учинити да неки спољашњи електрони добију довољно енергије да се отцепе од ковалентне везе и постану слободни електрони, овај процес се назива интринзична ексцитација. Након што се електрон ослободи и постане слободан електрон, у ковалентној вези остаје празнина. Ова празнина се назива рупа. Појава рупе је важна карактеристика која разликује полупроводник од проводника.

Када се мала количина петовалентне нечистоће, као што је фосфор, дода у унутрашњи полупроводник, он ће имати додатни електрон након формирања ковалентне везе са другим атомима полупроводника. Овом додатном електрону је потребна само веома мала енергија да се реши везе и постане слободан електрон. Ова врста нечистоће полупроводника назива се електронски полупроводник (полупроводник N-типа). Међутим, додавање мале количине тровалентних елементарних нечистоћа (као што је бор, итд.) у унутрашњи полупроводник, пошто има само три електрона у спољашњем слоју, након формирања ковалентне везе са околним атомима полупроводника, створиће празнину у кристалу. Ова врста нечистоће полупроводника назива се полупроводник са шупљинама (полупроводник P-типа). Када се полупроводници N-типа и P-типа комбинују, постоји разлика у концентрацији слободних електрона и шупљина на њиховом споју. И електрони и шупљине дифундују ка нижој концентрацији, остављајући за собом наелектрисане, али непокретне јоне који уништавају оригиналну електричну неутралност региона N-типа и P-типа. Ове непокретне наелектрисане честице се често називају просторним наелектрисањима и концентрисане су близу границе N и P региона да би формирале веома танку област просторног наелектрисања, која је позната као PN спој.

Када се на оба краја PN споја примени директни напон преднапона (позитиван напон на једној страни P-типа), шупљине и слободни електрони се крећу једни око других, стварајући унутрашње електрично поље. Новоубризгане шупљине се затим рекомбинују са слободним електронима, понекад ослобађајући вишак енергије у облику фотона, што је светлост коју емитују ЛЕД диоде. Такав спектар је релативно узак, а пошто сваки материјал има различиту енергетску ширину забрањене зоне, таласне дужине емитованих фотона су различите, па су боје ЛЕД диода одређене основним материјалима који се користе.