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LED灯具发光原理是什么 LED灯的发光原理是什么

时间:2022-04-23 16:57:06 来源:网编 浏览:791

【摘要】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......

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。

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