发光二极管为啥会发光_发光二极管为什么

发光二极管为啥会发光_发光二极管为什么

二极管是半导体装置中最常见的装置，大部分的半导体是将半导体材料混合在一起的（原子和其他物质）发光二极管导体材料通常是铝砷化稼，在纯铝砷化稼中所有的原子都完美地与它们的邻接结合，不留有自由电子连接电流。

光发光二极管确定光子的频率，换言之，确定光的颜色，例如用于数字显示时钟。当所有二极管发光时，几乎都无效。在通常的二极管中，半导体材料本身通过吸引大量的光能而结束。发光二极管是在特定方向上覆盖集中光的塑料灯泡。

原子发射的形式是由能量和动力组成的小束，如无质量的微粒子。这些粒子被称为光子，是光的最基本单位。光子通过电子转移发射。在原子中，电子在原子的四个周围以轨道的形式移动。电子在不同的轨道函数中具有不同的能量。

通常，具有较大能量的电子从核轨道移动。当电子从一个较低的轨道跳到较高的轨道时，能量水平变高，反之，当从较高的轨道函数下降到较低的轨道函数时，电子释放能量。能量以光子的形式发射。更高的能量降低发射更高能量的光子，并且其高频是特征。自由电子从p型层通过二极管落入空电子空穴。

这包括从导带落下到较低的轨道函数，从而电子以光子的形式发射能量。这在任何二极管中都会发生。当有二极管的物质构成时，只能看到光子。当标准硅二极管的原子例如电子落在相对短的距离原子上时，这样排列。

结果，在电子频率这么低的情况下，人是看不见的。发光二极管比以往的白炽灯泡有几个优点。第一个是发光二极管没有灯丝的话会被烧掉，所以寿命会变长。而且，发光二极管的小塑料灯泡提高了发光二极管的耐久性。也可以更容易地适应现在的电子电路。

传统的白炽灯泡的发光过程中，含有大量的热量。这完全是能量的浪费。因为几乎所有的有效电流都不会直接产生可见光，所以除非将灯作为发热器使用。发光二极管所产生的热量非常少，相对地，电能直接发光，对电能的需求大幅减少。

可见光发光二极管确定光子的频率，换言之，间隙的大小确定光的颜色，例如在数字显示时钟中使用。当所有二极管发光时，几乎都无效。在通常的二极管中，半导体材料本身通过吸引大量的光能而结束。发光二极管是在特定方向上覆盖集中光的塑料灯泡。发光二极管比以往的白炽灯泡有几个优点。第一个是发光二极管没有灯丝的话会被烧掉，所以寿命会变长。而且，发光二极管的小塑料灯泡提高了发光二极管的耐久性。

也可以更容易地适应现在的电子电路。传统的白炽灯泡的发光过程中，含有大量的热量。这完全是能量的浪费。因为几乎所有的有效电流都不会直接产生可见光，所以除非将灯作为发热器使用。发光二极管所产生的热量非常少，相对地，电能直接发光，对电能的需求大幅减少。到现在为止，因为是用先进半导体材料制造的，所以发光二极管大部分的照明用途都太贵了。

半导体器件的价格在过去的10年间大幅下降，但是在发光二极管更广泛的应用下可以选择更划算的照明，在不久的将来，发光二极管在世界技术上会发挥更大的作用。发光二极管LED是由半导体材料制成的正向偏置PN结二极管。在PN结向两端注入正向电流时，注入的非平衡载流子（电子-空穴对）在扩散过程中复合发光，该发光过程主要对应于光的自发发光过程。根据光输出的位置，发光二极管被分成面发光型和边发光型。

我们最常用的LED是InGaAsP/InP双异质结边缘发光二极管。发光二极管的发光原理也可以用PN结的带结构来说明。所制备的半导体发光二极管材料是再掺杂的，在热平衡状态的N区中迁移率高的电子多，迁移率比P区低的空穴多。

PN结由于屏障层的限制，通常两者不会产生自然复合。另一方面，当对PN结施加正向电压时，信道导带中的电子能够避开PN结的屏障而进入P区侧。于是，在PN结附近稍微偏向P区侧的地方，当处于高能量状态的电子遇到空穴时，产生发光复合。

这样的发光复合体发出的光属于自发辐射，辐射的波长由材料的禁止带宽Eg决定发光二极管可靠性高，室温下连续工作时间长，光功率过滤63？有电流线性度好等显著的优点，因为这个技术比较成熟，所以价格非常便宜。因此，在一些简单的光纤传感器设计中，如果LED恰当，则如果选择作为光源，则能够大幅降低传感器整体的成本。

但是，LED的发光机构决定有很多不足，例如输出功率小、发光角大、谱线宽度、响应速度低等。因此，在需要功率高、调制速度快、单色性好的光源的传感器设计中，不得不以成本提高为代价选择其他更高性能的光源。由于不同材料的禁止带宽不同，所以不同材料发光二极管可以发射不同波长的光。另外，由于部分材料的成分和掺杂不同，例如具有复杂的带结构，并且相应地存在间接过渡辐射等，因此存在各种各样的发光二极管。