Wszystkoładowalna lampa robocza, przenośna lampa kempingowaIwielofunkcyjna latarka czołowaużyj typu żarówki LED.Aby zrozumieć zasadę działania diody, najpierw zapoznaj się z podstawową wiedzą na temat półprzewodników.Właściwości przewodzące materiałów półprzewodnikowych występują pomiędzy przewodnikami i izolatorami.Jego unikalne cechy to: gdy półprzewodnik jest stymulowany zewnętrznymi warunkami świetlnymi i cieplnymi, jego zdolność przewodzenia znacznie się zmienia;Dodanie niewielkich ilości zanieczyszczeń do czystego półprzewodnika znacznie zwiększa jego zdolność do przewodzenia prądu elektrycznego.Krzem (Si) i german (Ge) to najczęściej stosowane półprzewodniki we współczesnej elektronice, a ich zewnętrzne elektrony mają cztery.Kiedy atomy krzemu lub germanu tworzą kryształ, sąsiednie atomy oddziałują ze sobą, w wyniku czego zewnętrzne elektrony zostają współdzielone przez dwa atomy, co tworzy w krysztale strukturę wiązań kowalencyjnych, która jest strukturą molekularną o niewielkich możliwościach ograniczania.W temperaturze pokojowej (300 K) 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.Gdy elektron zostanie uwolniony i stanie się wolnym elektronem, w wiązaniu kowalencyjnym pozostaje wakat.Ten wakat nazywa się dziurą.Wygląd dziury jest ważną cechą odróżniającą półprzewodnik od przewodnika.
Kiedy do wewnętrznego półprzewodnika dodana zostanie niewielka ilość pięciowartościowego zanieczyszczenia, takiego jak fosfor, będzie on miał dodatkowy elektron po utworzeniu wiązania kowalencyjnego z innymi atomami półprzewodnika.Ten dodatkowy elektron potrzebuje jedynie bardzo małej energii, aby pozbyć się wiązania i stać się wolnym elektronem.Ten rodzaj półprzewodnika domieszkowego nazywany jest półprzewodnikiem elektronicznym (półprzewodnikiem typu N).Jednak dodanie niewielkiej ilości trójwartościowych domieszek pierwiastkowych (takich jak bor itp.) do półprzewodnika wewnętrznego, ponieważ ma on tylko trzy elektrony w warstwie zewnętrznej, po utworzeniu wiązania kowalencyjnego z otaczającymi atomami półprzewodnika spowoduje powstanie wakatu w krysztale.Ten rodzaj półprzewodnika domieszkowego nazywany jest półprzewodnikiem dziurkowym (półprzewodnikiem typu P).Po połączeniu półprzewodników typu N i P występuje różnica w stężeniu wolnych elektronów i dziur na ich połączeniu.Zarówno elektrony, jak i dziury są rozpraszane w kierunku niższego stężenia, pozostawiając naładowane, ale nieruchome jony, które niszczą pierwotną neutralność elektryczną obszarów typu N i typu P.Te nieruchome naładowane cząstki są często nazywane ładunkami kosmicznymi i skupiają się w pobliżu granicy obszarów N i P, tworząc bardzo cienki obszar ładunku kosmicznego, znany jako złącze PN.
Kiedy do obu końców złącza PN zostanie przyłożone napięcie polaryzacji w kierunku przewodzenia (napięcie dodatnie po jednej stronie złącza typu P), dziury i wolne elektrony poruszają się wokół siebie, tworząc wewnętrzne pole elektryczne.Nowo wstrzyknięte dziury łączą się następnie ponownie z wolnymi elektronami, czasami uwalniając nadmiar energii w postaci fotonów, czyli światła emitowanego przez diody LED.Takie widmo jest stosunkowo wąskie, a ponieważ każdy materiał ma inną przerwę wzbronioną, długości fal emitowanych fotonów są różne, dlatego o barwie diod LED decyduje podstawowy zastosowany materiał.
Czas publikacji: 12 maja 2023 r