Svetelný princíp LED

VšetkoNabíjateľné pracovné svetlo, prenosné kempingové svetloamultifunkčný svetlometPoužite typ žiarovky LED. Aby sme pochopili princíp diódy LED, najskôr porozumieť základným znalostiam polovodičov. Vodivé vlastnosti polovodičových materiálov sú medzi vodičmi a izolátormi. Jeho jedinečné vlastnosti sú: keď je polovodič stimulovaný vonkajšími svetlami a tepelnými podmienkami, jeho vodivé schopnosti sa výrazne zmenia; Pridanie malého množstva nečistôt do čistého polovodiča významne zvyšuje jeho schopnosť vykonávať elektrinu. Silikón (SI) a germánium (GE) sú najbežnejšie používané polovodiče v modernej elektronike a ich vonkajšie elektróny sú štyri. Keď atómy kremíka alebo germánia tvoria kryštál, susedné atómy vzájomne interagujú, takže vonkajšie elektróny sa zdieľajú dvoma atómami, ktoré tvoria kovalentnú štruktúru väzby v kryštáli, čo je molekulárna štruktúra s malými obmedzeniami. Pri teplote miestnosti (300 k), tepelné excitácie spôsobí, že niektoré vonkajšie elektróny dostanú dostatok energie na odtrhnutie od kovalentnej väzby a stanú sa voľnými elektrónmi, tento proces sa nazýva vnútorná excitácia. Keď je elektrón neviazaný, aby sa stal voľným elektrónom, v kovalentnej väzbe zostane voľné miesto. Toto neobsadené miesto sa nazýva diera. Vzhľad diery je dôležitou črtou, ktorá odlišuje polovodič od vodiča.

Ak sa do vnútorného polovodiča pridá malé množstvo pentavalentnej nečistoty, ako je fosfor, bude mať po vytvorení kovalentnej väzby s inými atómami polovodičov ďalší elektrón. Tento extra elektrón potrebuje iba veľmi malú energiu, aby sa zbavil väzby a stal sa voľným elektrónom. Tento druh polovodiča nečistoty sa nazýva elektronický polovodič (polovodič typu N). Avšak pridanie malého množstva trivalentných elementárnych nečistôt (ako je bór atď.) K vnútornému polovodiču, pretože má iba tri elektróny vo vonkajšej vrstve, po vytvorení kovalentnej väzby s okolitými atómami polovodičov, vytvorí voľné miesto v kryštáli. Tento druh polovodiča nečistoty sa nazýva polovodič otvorov (polovodič typu p). Keď sú kombinované polovodiče typu N-typ a P, existuje rozdiel v koncentrácii voľných elektrónov a dier na ich križovatke. Elektróny aj diery sa rozptyľujú smerom k nižšej koncentrácii a zanechávajú za sebou nabité, ale imobilné ióny, ktoré ničia pôvodnú elektrickú neutralitu oblastí typu N-type a P-typu. Tieto imobilné nabité častice sa často nazývajú vesmírne náboje a sú koncentrované v blízkosti rozhrania oblastí N a P, aby sa vytvorila veľmi tenká oblasť vesmírneho náboja, ktorá je známa ako križovatka PN.

Ak sa na obidve konce križovatky PN (kladné napätie na jednu stranu typu p) použije napätie vpred zaujatosti, otvory a voľné elektróny sa pohybujú okolo seba a vytvárajú vnútorné elektrické pole. Novo vstrekované diery potom rekombine s voľnými elektrónmi, niekedy uvoľňujú prebytočnú energiu vo forme fotónov, čo je svetlo, ktoré vidíme emitované LED. Takéto spektrum je relatívne úzke a keďže každý materiál má odlišnú medzeru v pásme, vlnové dĺžky emitovaných fotónov sú rôzne, takže farby LED diód sú určené pomocou použitých základných materiálov.