杺輝潔凈燈：LED發(fā)光的原理

時間：2024-03-08

LED（發(fā)光二管）的發(fā)光原理是當電流通過晶片時，N型半導體內的電子與P型半導體內的空穴在發(fā)光層劇烈地碰撞復合產生光子，以光子的形式發(fā)出能量，這就是大家所看到的光。LED的發(fā)光材料主要是由元素周期表中的寬禁帶半導體材料，如三至四族化合物，相關元素主要為鎵、、銦等。其中，鎵是一種銀白色金屬，外層有3個電子。如果在硅基體中摻雜一點鎵，晶體結構中一個鎵替代一個硅，共價鍵中少了一個電子，多了一個空穴，就形成了P型半導體。LED的發(fā)光材料中，代表性的是GaN，它是三代半導體材料，具有能隙寬、介電常數(shù)小、導熱性能好的特點，是制造高亮度藍光LED和藍光激光器的材料。

LED的工作原理是在PN結中注入載流子，少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合后，釋放出能量，表現(xiàn)為光的形式，從而實現(xiàn)電致發(fā)光。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負，另一端連接電源的正，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，空穴占主導地位，另一端是N型半導體，電子占主導地位。當這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個P-N結。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。

總之，LED的發(fā)光原理是基于半導體材料的電子與空穴復合產生光子的過程。其發(fā)光材料通常為寬禁帶半導體材料，如GaN等，通過PN結中注入載流子實現(xiàn)電致發(fā)光。

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