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发光二极管为啥会发光_发光二极管为什么

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发表时间:2022-05-02 15:50作者:幻彩灯珠
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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。

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。


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