YUANNENGJI Diodoj estas unu el la plej oftaj aparatoj en duonkonduktaĵo-aparatoj. La plej multaj duonkonduktaĵoj estas faritaj el dopitaj semikonduktaĵoj (atomoj kaj aliaj substancoj). La konduktila materialo de LEDoj estas kutime galiumaluminia arsenido. En pura galiumaluminia arsenido, ĉiuj atomoj estas perfekte ligitaj al siaj najbaroj, lasante neniujn liberajn elektronojn por konekti la kurenton.
En lumelsendantaj diodoj, kiel tiuj uzataj en ciferecaj horloĝoj, la grandeco de la interspaco determinas la frekvencon de la fotonoj, alivorte, la koloro de la lumo. Dum ĉiuj diodoj elsendas lumon, la plej multaj ne estas tre efikaj. En ordinaraj diodoj, la duonkondukta materialo mem sorbas multe de la luma energio kaj finas. LEDoj estas kovritaj per plasta ampolo por enfokusigi la lumon en specifa direkto.
Formo de lumo kiu povas esti liberigita de atomoj. Ĝi estas kunmetita de multaj etaj partiklo-similaj faskoj kiuj havas energion kaj impeton sed neniun mason. Ĉi tiuj partikloj nomiĝas fotonoj, kiuj estas la plej bazaj unuoj de lumo. Fotonoj estas liberigitaj ĉar elektronoj moviĝas ĉirkaŭe. En atomoj, elektronoj moviĝas en orbitoj ĉirkaŭ la atomo. Elektronoj en malsamaj orbitoj havas malsamajn energiojn. Ĝenerale parolante, elektronoj kun pli granda energio moviĝas en orbitoj pli malproksimen de la nukleo. Kiam elektrono saltas de pli malalta orbitalo al pli alta orbitalo, la energinivelo pliiĝas, kaj inverse, kiam ĝi falas de pli alta enorbita funkcio al pli malalta enorbita funkcio, la elektrono liberigas energion. La energio estas liberigita en formo de fotonoj. Pli altaj energiaj gutoj liberigas pli altajn energiajn fotonojn, kiuj estas karakterizitaj per sia alta frekvenco.
Libera elektrono falas de la P-speca tavolo tra la diodo en malplenan elektrontruon. Tio implikas fali de la kondukta bendo al pli malalta enorbita funkcio, do la elektrono liberigas energion en formo de fotono. Ĉi tio okazas en iu ajn diodo, vi nur vidas la fotonojn kiam la diodo estas farita el certa materialo. En norma silicia diodo, ekzemple, la atomoj estas aranĝitaj tiel, ke kiam la elektrono falas sur relative mallonga distanco, la atomoj estas aranĝitaj tiel ke la homa okulo ne povas vidi ĝin ĉar la elektrona frekvenco estas tiel malalta.
LEDoj havas plurajn avantaĝojn super tradiciaj inkandeskaj ampoloj. La unua estas, ke LED-oj ne havas filamenton por forbruligi, do ili daŭras pli longe. Krome, la malgranda plasta ampolo de la LED faras la LED pli fortika. Ĝi ankaŭ povas esti pli facile konvenita en nunajn elektronikajn cirkvitojn. La procezo de elsendado de lumo en tradiciaj inkandeskaj ampoloj implikas generi multan varmon.
Ĉi tio estas kompleta malŝparo de energio. Krom se vi uzas la lumon kiel hejtilon, la plej granda parto de la efika fluo ne iras rekte en videblan lumon. LED-oj elsendas tre malmulte da varmo, do relative parolante, des pli da elektro kiu iras rekte en lumon, des malpli da energio necesas.
Por videbla lumo LED-oj, kiel tiuj uzataj en ciferecaj horloĝoj, la grandeco de la interspaco determinas la frekvencon de la fotonoj, aŭ alivorte, la koloro de la lumo. Dum ĉiuj diodoj elsendas lumon, la plej multaj ne estas tre efikaj. En ordinaraj diodoj, la duonkondukta materialo mem sorbas multe de la luma energio kaj finas. LEDoj estas kovritaj per plasta ampolo, kiu fokusas la lumon en specifa direkto.
LEDoj havas plurajn avantaĝojn super tradiciaj inkandeskaj ampoloj. La unua estas, ke LED-oj ne havas filamenton por forbruligi, do ili daŭras pli longe. Krome, la malgranda plasta ampolo de LED-oj faras ilin pli daŭraj. Ili ankaŭ povas esti pli facile konvenitaj en nunajn elektronikajn cirkvitojn. La lum-elsenda procezo de tradiciaj inkandeskaj lampoj implikas la generacion de multe da varmo. Ĉi tio estas kompleta malŝparo de energio. Krom se vi uzas la lumon kiel hejtilon, la plej granda parto de la efika fluo ne iras rekte en videblan lumon. LED-oj elsendas tre malmulte da varmo, kaj relative parolante, des pli da elektro kiu estas uzata rekte por lumo, des malpli da energio necesas.
Ĝis nun, LEDoj estis tro multekostaj por la plej multaj lumaj aplikoj ĉar ili estas faritaj el progresintaj semikonduktaĵoj. La prezo de duonkonduktaĵoj signife malpliiĝis en la pasinteco 10 jaroj, tamen, farante LED-ojn pli kostefika lumopcio por pli larĝa gamo de aplikoj. En la proksima estonteco, LEDoj ludos pli grandan rolon en monda teknologio.
Lumo-elsenda diodo (LED) estas antaŭen-biasita PN-krucvojo-diodo farita el semikonduktaĵmaterialoj. Ĝia lum-elsenda mekanismo estas ke kiam antaŭa fluo estas injektita ĉe ambaŭ finoj de la PN-krucvojo, la injektitaj malekvilibraj portantoj (elektron-truaj paroj) rekombini kaj elsendas lumon dum la disvastigo. Ĉi tiu emisioprocezo ĉefe respondas al la spontanea ellasa procezo de lumo. Depende de la loko de la lumproduktado, LED-oj povas esti dividitaj en surfacan emisiospecon kaj randemisiospecon. La plej ofte uzita LED estas la InGaAsP/InP duobla heterojunkcia rando lumelsenda diodo.
La lum-elsenda principo de LED-oj ankaŭ povas esti klarigita per la bandstrukturo de la PN-krucvojo. La materialoj uzataj por fari duonkonduktaĵajn lum-eligantajn diodojn estas tre dopitaj. En la termika ekvilibra stato, ekzistas multaj elektronoj kun alta moviĝeblo en la N-regiono, kaj ekzistas pli da truoj kun malalta moviĝeblo en la P-regiono. Pro la limigo de la PN-krucvojo barierotavolo, la du ne povas nature rekombini sub normalaj kondiĉoj. Kiam antaŭa tensio estas aplikita al la PN-krucvojo, la elektronoj en la kondukta bendo de la kanelregiono povas eviti la barieron de la PN-krucvojo kaj eniri la P-regionon. Therefore, kiam la elektronoj en la altenergia stato renkontas la truojn en la najbareco de la PN-krucvojo iomete al la flanko de la P-regiono, rekombinigo de luminesko okazas. La lumo elsendita per tiu lumineska rekombino apartenas al spontanea radiado, kaj la ondolongo de la radiata lumo estas determinita per la bandgap larĝo Eg de la materialo.
Lumo-elsendantaj diodoj havas signifajn avantaĝojn kiel ekzemple alta fidindeco, longa daŭra labortempo ĉe ĉambra temperaturo, kaj bona optika potenco-nuna lineareco. Cetere, ĉar ĉi tiu teknologio estis evoluigita al relative matura nivelo, ĝia prezo estas tre malmultekosta. Therefore, en la dezajno de kelkaj simplaj optikfibrosensiloj, se LED estas kompetenta, elekti ĝin kiel la lumfonton povas multe redukti la koston de la tuta sensilo. However, la lumineska mekanismo de LED determinas, ke ĝi havas multajn mankojn, kiel malalta eligo-potenco, granda emisioangulo, spektra liniolarĝo, kaj malalta respondrapideco. Therefore, en la dezajno de iuj sensiloj kiuj postulas altan potencon, rapida modulada indico, kaj bona monokromatikeco, aliaj pli altaj lumfontoj devas esti elektitaj koste de kreskantaj kostoj.
Pro la malsamaj bandgap larĝoj de malsamaj materialoj, lumelsendantaj diodoj faritaj el malsamaj materialoj povas elsendi lumon de malsamaj ondolongoj. Krome, iuj materialoj havas malsamajn komponantojn kaj dopadon, ekzemple, kelkaj havas tre kompleksajn grupstrukturojn, kaj responda nerekta transira radiado, ktp., do ekzistas diversaj lumelsendaj diodoj.