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LED的发光原理

发布时间:2024-05-31 10:58:34

发光二极管(LED)的发光原理

LED 是二极管的一种,其特点是当电流通过时会发光。其发光原理如下:

LED的发光原理

1. 半导体材料和 PN 结:

  • LED 由两种类型的半导体材料制成:n 型半导体(富含电子)和 p 型半导体(富含空穴,即带正电的电子空位)。
  • 当 n 型和 p 型半导体连接时,就会形成一个 PN 结。

2. 正向偏置:

  • 当电流从正极流向 LED 的负极时,称为正向偏置。
  • 正向偏置时,p 型半导体中的空穴和 n 型半导体中的电子在 PN 结处相遇,并发生复合。

3. 电子-空穴复合和光子发射:

  • 电子和空穴复合时会释放能量,该能量以光子的形式释放出来。
  • 光子的能量取决于半导体材料,决定了 LED 发射光的颜色。

4. 半导体带隙:

  • 半导体材料的带隙决定了复合时释放的光子的能量。
  • 较大的带隙(如蓝光 LED)会产生更高能量(短波长)的光子,而较小的带隙(如红光 LED)会产生较低能量(长波长)的光子。

5. 载流子注入和电致发光:

  • 正向偏置时,大量载流子(电子和空穴)被注入到 PN 结中。
  • 这些载流子复合并释放光子,产生电致发光(EL)。

6. 流量控制:

  • 通过调节流过 LED 的电流,可以控制发光强度和颜色。
  • 通过增加电流,可以增加发光强度,但这也可能缩短 LED 的使用寿命。

总之,LED 发光原理涉及在正向偏置 PN 结中电子和空穴的复合,释放能量并产生光子。光子的能量和颜色由半导体材料的带隙决定。

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