Den lysande principen för LED

Alladet laddningsbara arbetsljuset, bärbar campingljusochmultifunktionell strålkastareAnvänd LED -glödlampan. För att förstå principen för diod ledde först, först att förstå den grundläggande kunskapen om halvledare. De ledande egenskaperna hos halvledarmaterial är mellan ledare och isolatorer. Dess unika egenskaper är: När halvledaren stimuleras av yttre ljus och värmeförhållanden kommer dess ledande förmåga att förändras avsevärt; Att lägga till små mängder föroreningar till en ren halvledare ökar dess förmåga att genomföra el. Silicon (SI) och Germanium (GE) är de vanligaste halvledarna i modern elektronik, och deras yttre elektroner är fyra. När kisel- eller germaniumatomer bildar en kristall, interagerar angränsande atomer med varandra, så att de yttre elektronerna delas av de två atomerna, som bildar den kovalenta bindningsstrukturen i kristallen, som är en molekylstruktur med liten begränsningsförmåga. Vid rumstemperatur (300K) kommer termisk excitation att få vissa yttre elektroner att få tillräckligt med energi för att bryta sig loss från den kovalenta bindningen och bli fria elektroner, denna process kallas intrinsisk excitation. Efter att elektronen är obunden att bli en fri elektron lämnas en ledig plats i den kovalenta bindningen. Denna lediga plats kallas ett hål. Utseendet på ett hål är en viktig funktion som skiljer en halvledare från en ledare.

När en liten mängd pentavalent förorening såsom fosfor läggs till den inre halvledaren, kommer den att ha en extra elektron efter att ha bildat en kovalent bindning med andra halvledaratomer. Denna extra elektron behöver bara mycket liten energi för att bli av med bindningen och bli en gratis elektron. Denna typ av förorenings halvledare kallas elektronisk halvledare (N-typ halvledare). Att lägga till en liten mängd trivalenta elementära föroreningar (såsom bor, etc.) till den inneboende halvledaren, eftersom den bara har tre elektroner i det yttre skiktet, efter att ha bildat en kovalent bindning med den omgivande halvledaratomerna, kommer det att skapa en ledig plats i kristallen. Denna typ av föroreningshalvledare kallas hole halvledare (halvledar av P-typ). När halvledare av N-typ och P-typ kombineras är det en skillnad i koncentrationen av fria elektroner och hål vid deras korsning. Både elektroner och hål sprids mot den lägre koncentrationen, vilket lämnar laddade men orörliga joner som förstör den ursprungliga elektriska neutraliteten i N-typen av N-typ och p-typ. Dessa orörliga laddade partiklar kallas ofta rymdladdningar, och de är koncentrerade nära gränssnittet mellan N- och P -regionerna för att bilda en mycket tunn region av rymdladdning, som kallas PN -korsningen.

När en spänningsspänning appliceras på båda ändarna av PN-korsningen (positiv spänning på en sida av P-typen) rör sig hålen och fria elektronerna runt varandra, vilket skapar ett internt elektriskt fält. De nyligen injicerade hålen rekombineras sedan med de fria elektronerna och släpper ibland överskott av energi i form av fotoner, vilket är det ljus vi ser ut av lysdioder. Ett sådant spektrum är relativt smalt, och eftersom varje material har ett annat bandgap är våglängderna för fotoner som släpps ut olika, så färgerna på lysdioder bestäms av de använda basmaterialet.