发光二极管led(发光二极管发光原理)
二极管二三事在学习发光二极管之前 ， 我们需要了解一点二极管——不仅仅是发光二极管 。
所有的二极管 ， 不管能不能发光 ， 都有一个明显的工作标签——电流只能单向通过 。
这句话怎么理解？我们知道 ， 在DC电路中 ， 电源的正负极是恒定的 ， 所以电流的方向也是恒定的 。然而 ， 在交流电路中 ， 电源的正极和负极是不断变化的 。在家用电路中 ， 正负电极的频率为每秒50次(50Hz) 。当正负极改变时 ， 电流的方向也会改变 。
这种特性被称为二极管的“正向” ， 也称为“单向导电” ， 利用了二极管发光时的这种特性 。当然 ， 二极管也有“反向”和“击穿”的特性 。利用这些特性 ， 二极管还可以用于检测、整流、稳压等场合 。本文对二极管的其他特性不做过多解释 。
那么 ， 为什么二极管是正的呢？这与二极管-PN结中的一个环节有关 。
PN结我们先来看一张图片:
这是一个完整的二极管 。如图所示 ， 二极管可以分为P区和N区 。P区和N区的结称为PN结 。什么是P面积 ， 什么是N面积？
实际上 ， 有两种不同类型的元素——P区的硼或铟和N区的磷或锑 。通常用于制造二极管的材料是硅晶体或锗晶体 。因此 ， 当含有硼的杂质被添加到硅晶体中时 ， 这部分变成P区 ， 而当含有磷的杂质被添加时 ， 这部分变成N区 。
【发光二极管的发光原理 发光二极管led】为什么会形成P区和N区？这与硼、磷、硅等元素的化学性质有关 。以硅和磷为例 ， 当两种元素的原子相遇时 ， 就会产生自由电子(带负电荷) 。当硼遇到硅时 ， 会产生“空空穴”吸引带负电的自由电子 。
P区和N区紧密相连 。在结处 ， 由于P区的空空穴较多 ， N区的电子较多 ， 电子会逐渐向空空穴靠近 。电学规定电流方向与电子运动方向相反 。因此 ， 在二极管中 ， 电流的方向从p区流向n区 。
所以电流只有从P区流向N区才能正常通过 。另一方面 ， 材料的化学性质决定了电流无法正常通过 。因此在连接时 ， P区接电源正极 ， N区接电源负极 ， 这样电路就能正常工作 。
p阳性 ， 阳性；不 ， 不 。
(为了保证大多数人都能理解 ， 我简化了原理 。事实上 ， 击穿和可逆性都是由二极管反向供电的 。但与led无关 。)
发光二极管最后 ， 说到led ， LED的英文名称是“发光二极管” ， 取三个字的首字母 ， 简称LED 。在LED灯具中 ， 是指灯具的发光体 ， 俗称“灯珠” 。
当二极管正向导通时(P接正极 ， N接负极) ， 电子从N区流向P区 。在这个过程中 ， 会出现一个现象:学术上的定义叫做“产生自发辐射的荧光” ， 很多传言都坚持led灯根据这句话有辐射 。但这种辐射不是其他辐射 ， 这里的辐射其实是一种能量转换——将电能转换为光能(有些物质在工作时产生热量 ， 有些物质则发光 ， 这与物质本身的化学性质有关 ， 二极管的特性显然属于后者) 。
由于半导体材料和电流的不同 ， 发出的光有不同的颜色和亮度 ， 光谱从红外到紫外 。举几个例子:磷化铝镓作为杂质加入N区可以发出绿光；氮化镓作为杂质加入到P区可以发出蓝光 。碳化硅作为背衬也可以发出蓝光 。
这种直接加入元素杂质的方法只能产生红、绿、黄、蓝四种颜色的光 ， 早在上个世纪就被广泛用作指示灯 。
但白光真正能发射出来 ， 作为照明灯 ， 放入家中 ， 是近几年的事 。随着技术的逐渐成熟 ， 人们试图通过添加元素来调节黄光 ， 并在紫外光上应用荧光粉 。最后 ， 近十年来 ， 低成本、高亮度、长寿命的LED照明产品得到了发展 。
它以硒化锌为背衬 ， 将硒化锌置于高保真空环境中 ， 利用高保真空蒸发技术在硒化锌表面生成硒化锌外延层 。通电时 ， 外延层会发出蓝光 ， 衬底会发出黄光 。混合后变成白光 。
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