YUANNENGJI ダイオードは半導体デバイスで最も一般的なデバイスの 1 つです. ほとんどの半導体はドープされた半導体材料でできています (原子と他の物質). LEDの導体材料は通常ガリウムアルミニウムヒ素です。. 純粋なガリウムアルミニウムヒ素中で, すべての原子は隣接する原子と完全に結合しています, 電流を接続するための自由電子が残らない.
発光ダイオードでは, デジタル時計に使われているものなど, ギャップのサイズによって光子の周波数が決まります, 言い換えると, 光の色. すべてのダイオードが発光している間, ほとんどはあまり効率的ではありません. 通常のダイオードでは, 半導体材料自体が光エネルギーの多くを吸収し、最終的には. LED はプラスチックの電球で覆われており、光を特定の方向に集中させます。.
原子によって放出される光の形態. エネルギーと運動量はあるが質量を持たない、多数の小さな粒子のような束で構成されています。. これらの粒子は光子と呼ばれます, 光の最も基本的な単位である. 電子が動き回ることで光子が放出される. 原子内, 電子は原子の周りの軌道を移動します. 異なる軌道にある電子は異なるエネルギーを持っています. 一般的に言えば, より大きなエネルギーを持った電子は、原子核からより離れた軌道を移動します。. 電子が低い軌道から高い軌道へジャンプするとき, エネルギーレベルが上がります, そして逆に, より高い軌道関数からより低い軌道関数に落ちるとき, 電子はエネルギーを放出します. エネルギーは光子の形で放出されます. より高いエネルギーのドロップはより高いエネルギーの光子を放出します, 高い周波数が特徴です.
自由電子は P 型層からダイオードを通って空の電子ホールに落下します。. これには、伝導帯からより低い軌道関数への降下が含まれます。, 電子は光子の形でエネルギーを放出します. これはどのダイオードでも起こります, ダイオードが特定の材料で作られている場合、光子が見えるだけです. 標準的なシリコンダイオードでは, 例えば, 原子は、電子が比較的短い距離を落下するように配置されています。, 電子の周波数が非常に低いため、原子は人間の目には見えないように配置されています。.
LED には従来の白熱電球に比べていくつかの利点があります. 1つ目は、LEDには切れるフィラメントがないということです。, それで長持ちします. 加えて, LEDの小さなプラスチック電球により、LEDの耐久性が向上します。. また、現在の電子回路にも簡単に組み込むことができます。. 従来の白熱電球が発光するプロセスでは、大量の熱が発生します。.
これは完全なエネルギーの無駄遣いです. ライトをヒーターとして使用しない限り, 実効電流のほとんどは直接可視光に入らない. LEDは熱をほとんど発しません, 相対的に言えば, 光に直接送られる電気が増えるほど, 必要なエネルギーが少なくなるほど.
可視光LED用, デジタル時計に使われているものなど, ギャップのサイズによって光子の周波数が決まります, または言い換えれば, 光の色. すべてのダイオードが発光している間, ほとんどはあまり効率的ではありません. 通常のダイオードでは, 半導体材料自体が光エネルギーの多くを吸収し、最終的には. LED はプラスチックの電球で覆われており、光を特定の方向に集中させます。.
LED には従来の白熱電球に比べていくつかの利点があります. 1つ目は、LEDには切れるフィラメントがないということです。, それで長持ちします. 加えて, LEDの小さなプラスチック電球は耐久性を高めます. また、現在の電子回路にも簡単に組み込むことができます。. 従来の白熱灯の発光プロセスでは大量の熱が発生します。. これは完全なエネルギーの無駄遣いです. ライトをヒーターとして使用しない限り, 実効電流のほとんどは直接可視光に入らない. LEDは熱をほとんど発しません, そして相対的に言えば, 光のために直接使用される電力が増えるほど, 必要なエネルギーが少なくなるほど.
今まで, LED は先進的な半導体材料で作られているため、ほとんどの照明用途には高価すぎます。. 半導体デバイスの価格は過去に大幅に下落しました 10 月日, しかし, LED をより広範な用途向けのよりコスト効率の高い照明オプションにする. 近い将来, LED は世界の技術においてより大きな役割を果たすことになる.
発光ダイオード (導かれた) 半導体材料で作られた順バイアスPN接合ダイオードです。. 発光メカニズムは、PN接合の両端に順方向電流を注入すると、, 注入された不平衡キャリア (電子正孔対) 拡散プロセス中に再結合して光を放出する. この発光過程は主に光の自然放出過程に相当します。. 光出力の位置に応じて, LEDは面発光型と端面発光型に分けられます. 最も一般的に使用される LED は、InGaAsP/InP ダブルヘテロ接合エッジ発光ダイオードです。.
LEDの発光原理はPN接合のバンド構造でも説明できます. 半導体発光ダイオードの製造に使用される材料は高濃度にドープされています. 熱平衡状態では, N領域には移動度の高い電子が多く存在します, P 領域には移動度の低い正孔が多く存在します。. PN接合バリア層の制限により, この 2 つは通常の条件下では自然に再結合することはできません. PN接合に順方向電圧が印加された場合, 溝領域の伝導帯の電子は、PN 接合の障壁を逃れて P 領域に入ることができます。. そこで, 高エネルギー状態の電子が、PN 接合付近の P 領域の少し側で正孔と出会うとき, 発光再結合が起こる. この発光再結合によって放出される光は自然放射に属します, 放射光の波長は材料のバンドギャップ幅 Eg によって決まります。.
発光ダイオードには高い信頼性などの大きな利点があります, 室温での長時間の連続使用時間, 光パワーと電流の良好な直線性. さらに, このテクノロジーは比較的成熟したレベルまで開発されているため、, その価格は非常に安いです. そこで, いくつかの単純な光ファイバーセンサーの設計において, もし 導かれた 有能です, 光源として選択すると、センサー全体のコストを大幅に削減できます。. しかし, LEDの発光メカニズムには多くの欠点があることが判明, 低出力電力など, 大きな放射角, スペクトル線幅, そして応答速度が遅い. そこで, 高電力を必要とする一部のセンサーの設計において, 速い変調速度, 単色性も良好, コストを増加させて他の高性能光源を選択する必要がある.
材料ごとにバンドギャップ幅が異なるため, 異なる材料で作られた発光ダイオードは異なる波長の光を発することができます. 加えて, 一部の材料には異なる成分とドーピングが含まれています, 例えば, 非常に複雑なバンド構造を持つものもあります, および対応する間接遷移放射線, 等, いろいろな発光ダイオードがあるので、.