LED灯具发光原理是什么 LED灯的发光原理是什么

LED照明器具的发光原理是什么。

LED是半导体二极管的一种，能够将电能转换成光能。LED与通常的二极管同样由一个pN结构成，还具有单向导电性、即前向导通特性、反向截止特性以及破坏特性。在一定条件下也具有发光特性。

LED通常是III？V族化合物半导体（直接带隙）发光材料（例如，GaAs、GaN？InN由AIN和GaP等）组成。硅Si）当III族元素镓Ga渗透到单晶体的一半时，形成P型半导体材料。另一方面，在硅单晶的剩余一半中掺杂V族元素砷（As）时，形成N型半导体材料。Ga被称为受主杂质，As被称为施主杂质，当两种材料结合在一起时获得pN结。N型半导体中有余量的电子，P型半导体中有余量的空穴图1？表示于1。电子从N区域扩散到p区域，空穴从p区域扩散到N区域，电子和空穴相互扩散，在pN结形成一个耗尽层。耗尽层具有恒定的屏障，可以阻止电子和空穴的进一步扩展，使得pN结处于平衡状态。

当向pN结施加正向偏置电压时，pN结的屏障减小，N型半导体中的电子被注入P型半导体中，P型半导体中的孔被注入N型半导体中，出现非平衡状态。这些注人电子和空穴在pN结处相遇并重组，在重组时以光能的形式释放多余的能量，并且可以观察pN结发光。这是pN结发光的机理，图1？2表示。当电子和空穴复合时，也有以热能形式发射的能量。

在pN结中加入反向电压后，pN结的内部电场增强，电子（负离子）和空穴（正离子）难以注入人，因此不发光。

由电子（负离子）和空穴（正离子）的复合电致发光原理制成的二极管通常是发光二极管，即LED。通过调节电流，可以调节光的强度，通过调整材料的能带结构和带隙，可以改变发光颜色。

图1？2的Eg是屏障高度，也称为禁止带宽，单位是电子伏（eV）。光的波长入射与所选择的半导体材料的Eg有关λ=1239/Eg。

可见光的波长范围通常为380~780nm，对应的半导体材料Eg为3.26~1.6eV。人的眼睛感觉到的、观察到的可见光分为红、橙、黄、绿、蓝、蓝、紫七种颜色的光，这些光都是单色光。白光不是单色光，在可见光的光谱中不存在白光。白光LED发出白光是混合了几种颜色的单色光的复合光。

LED也可以是不可见光（其波长范围为850~150nm），这些LED被称为不可见光LED像波长为850~950mm范围的红外线LED，是一种不可见光LED。