Świetlista zasada diody LED

WszystkoŚwiatło robocze do ładowania, przenośne światło kempingoweIWielofunkcyjna reflektorUżyj typu żarówki LED. Aby zrozumieć zasadę diody, najpierw zrozumienie podstawowej wiedzy półprzewodników. Właściwości przewodzące materiałów półprzewodników znajdują się między przewodami i izolatorami. Jego unikalne cechy to: gdy półprzewodnik jest stymulowany przez zewnętrzne warunki światła i ciepła, jego zdolność przewodzącego znacznie się zmieni; Dodanie niewielkich zanieczyszczeń do czystego półprzewodnika znacznie zwiększa jego zdolność do prowadzenia energii elektrycznej. Krzem (SI) i german (GE) są najczęściej stosowanymi półprzewodnikami we współczesnej elektronice, a ich zewnętrzne elektrony to cztery. Kiedy atomy krzemu lub germanu tworzą kryształ, sąsiednie atomy oddziałują ze sobą, tak że zewnętrzne elektronach dzielą się dwoma atomami, które tworzą kowalencyjną strukturę wiązania w krysztale, która jest strukturą molekularną o niewielkiej zdolności ograniczającej. W temperaturze pokojowej (300k) wzbudzenie termiczne sprawi, że niektóre zewnętrzne elektrony otrzymają wystarczającą ilość energii, aby oderwać się od wiązania kowalencyjnego i stać się wolnymi elektronami, proces ten nazywa się wzbudzeniem wewnętrznym. Po tym, jak elektron jest niezwiązany, aby stać się wolnym elektronem, wolne miejsce pozostaje w kowalencyjnym wiązaniu. Ten wakat nazywa się dziurą. Wygląd otworu jest ważną cechą, która odróżnia półprzewodnik od przewodu.

Gdy do wewnętrznego półprzewodnika dodaje się niewielką ilość nieprzeproszczenia, takiego jak fosfor, będzie on miał dodatkowy elektron po utworzeniu kowalencyjnego wiązania z innymi atomami półprzewodników. Ten dodatkowy elektron potrzebuje tylko bardzo małej energii, aby pozbyć się więzi i stać się wolnym elektronem. Ten rodzaj półprzewodnika nieczystości nazywa się elektronicznym półprzewodnikowym (półprzewodnikowym typu N). Jednak dodając niewielką ilość trójwartościowych zanieczyszczeń elementarnych (takich jak bor itp.) Do wewnętrznego półprzewodnika, ponieważ ma on tylko trzy elektronę w warstwie zewnętrznej, po utworzeniu kowalencyjnego wiązania z otaczającymi atomami półprzewodników, stworzy wakat w krysztale. Ten rodzaj półprzewodnika nieczystości nazywa się półprzewodnikiem dziury (półprzewodnik typu p). Kiedy łącznie są półprzewodniki typu N i P, istnieje różnica w stężeniu wolnych elektronów i otworów na ich skrzyżowaniu. Zarówno elektrony, jak i otwory są rozproszone w kierunku niższego stężenia, pozostawiając naładowane, ale nieruchome jony, które niszczą pierwotną neutralność elektryczną regionów typu N i P. Te cząstki naładowane nieruchome są często nazywane ładunkami kosmicznymi i są skoncentrowane w pobliżu interfejsu regionów N i P, tworząc bardzo cienki obszar ładunku przestrzeni, który jest znany jako skrzyżowanie PN.

Gdy napięcie odchylenia do przodu jest przyłożone do obu końców połączenia PN (napięcie dodatnie z jednej strony typu p), otwory i wolne elektrony poruszają się wokół siebie, tworząc wewnętrzne pole elektryczne. Nowo wstrzyknięte otwory następnie rekombinują z wolnymi elektronami, czasami uwalniając nadmiar energii w postaci fotonów, które jest światłem, które widzimy emitowane przez diody LED. Takie spektrum jest stosunkowo wąskie, a ponieważ każdy materiał ma inną szczelinę pasmową, długości fali emitowanych fotonów są różne, więc kolory diody LED są określone przez podstawowe zastosowane materiały.