YUANNENGJI Диодууд нь хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдийн хамгийн түгээмэл төхөөрөмжүүдийн нэг юм. Ихэнх хагас дамжуулагчийг нэмэлт хагас дамжуулагч материалаар хийдэг (атом болон бусад бодисууд). LED-ийн дамжуулагч материал нь ихэвчлэн галлийн хөнгөн цагаан арсенид юм. Цэвэр галлийн хөнгөн цагаан арсенид, бүх атомууд хөршүүдтэйгээ төгс холбоотой байдаг, гүйдлийг холбох ямар ч чөлөөт электрон үлдээхгүй.
Гэрэл ялгаруулах диодуудад, тоон цагуудад ашигладаг гэх мэт, завсарын хэмжээ нь фотонуудын давтамжийг тодорхойлдог, өөрөөр хэлбэл, гэрлийн өнгө. Бүх диодууд гэрэл ялгаруулдаг, ихэнх нь тийм ч үр дүнтэй байдаггүй. Энгийн диодуудад, хагас дамжуулагч материал нь өөрөө гэрлийн энергийг их хэмжээгээр шингээж, төгсдөг. LED нь гэрлийг тодорхой чиглэлд төвлөрүүлэхийн тулд хуванцар чийдэнгээр хучигдсан байдаг.
Атомоор ялгарах гэрлийн хэлбэр. Энэ нь энерги, импульстэй боловч массгүй олон жижиг бөөмс шиг багцуудаас тогтдог. Эдгээр хэсгүүдийг фотон гэж нэрлэдэг, Эдгээр нь гэрлийн хамгийн үндсэн нэгж юм. Электронууд эргэн тойрон хөдөлдөг тул фотонууд ялгардаг. Атомуудад, электронууд атомыг тойрон тойрог замд хөдөлдөг. Янз бүрийн тойрог замд байгаа электронууд өөр өөр энергитэй байдаг. Ер нь бол, их энергитэй электронууд цөмөөс хол тойрог замд хөдөлдөг. Электрон доод тойрог замаас дээд тойрог руу үсрэх үед, эрчим хүчний түвшин нэмэгддэг, мөн эсрэгээр, тойрог замын дээд функцээс доод тойрог замын функц руу унах үед, электрон энерги ялгаруулдаг. Эрчим хүч нь фотон хэлбэрээр ялгардаг. Өндөр энергийн дусал илүү их энергийн фотоныг ялгаруулдаг, өндөр давтамжаараа онцлогтой.
Чөлөөт электрон P хэлбэрийн давхаргаас диодоор дамжин хоосон электрон нүх рүү унана.. Энэ нь дамжуулалтын зурвасаас тойрог замын доод функц руу унах явдал юм, тиймээс электрон энергийг фотон хэлбэрээр гаргадаг. Энэ нь ямар ч диод дээр тохиолддог, Диод нь тодорхой материалаар хийгдсэн үед та фотонуудыг л хардаг. Стандарт цахиурын диод дээр, жишээ нь, электрон харьцангуй богино зайд унах үед атомууд ийм байдлаар байрладаг, атомууд нь электрон давтамж маш бага тул хүний нүд үүнийг харахгүй байхаар зохион байгуулагдсан.
LED нь уламжлалт улайсдаг чийдэнгээс хэд хэдэн давуу талтай байдаг. Эхнийх нь LED нь шатах утасгүй байдаг, Тиймээс тэд илүү удаан үргэлжилнэ. Нэмж хэлэхэд, LED-ийн жижиг хуванцар чийдэн нь LED-ийг илүү бат бөх болгодог. Үүнийг одоогийн электрон хэлхээнд хялбархан суулгаж болно. Уламжлалт улайсдаг чийдэнгийн гэрлийг ялгаруулах үйл явц нь маш их дулааныг үүсгэдэг.
Энэ бол эрчим хүчний бүрэн гарз юм. Хэрэв та гэрлийг халаагч болгон ашиглахгүй бол, үр дүнтэй гүйдлийн ихэнх хэсэг нь харагдах гэрэлд шууд ордоггүй. LED нь маш бага дулаан ялгаруулдаг, харьцангуйгаар хэлэхэд, гэрэлд шууд орох тусам илүү их цахилгаан, бага эрчим хүч шаардагдана.
Үзэгдэх гэрлийн LED-ийн хувьд, тоон цагуудад ашигладаг гэх мэт, завсарын хэмжээ нь фотонуудын давтамжийг тодорхойлдог, эсвэл өөрөөр хэлбэл, гэрлийн өнгө. Бүх диодууд гэрэл ялгаруулдаг, ихэнх нь тийм ч үр дүнтэй байдаггүй. Энгийн диодуудад, хагас дамжуулагч материал нь өөрөө гэрлийн энергийн ихэнх хэсгийг шингээж, төгсдөг. LED нь гэрлийг тодорхой чиглэлд төвлөрүүлдэг хуванцар чийдэнгээр бүрхэгдсэн байдаг.
LED нь уламжлалт улайсдаг чийдэнгээс хэд хэдэн давуу талтай байдаг. Эхнийх нь LED нь шатах утасгүй байдаг, Тиймээс тэд илүү удаан үргэлжилнэ. Нэмж хэлэхэд, LED-ийн жижиг хуванцар чийдэн нь тэдгээрийг илүү бат бөх болгодог. Тэдгээрийг одоогийн электрон хэлхээнд хялбархан суулгаж болно. Уламжлалт улайсгасан чийдэнгийн гэрэл ялгаруулах үйл явц нь маш их дулааныг бий болгодог. Энэ бол эрчим хүчний бүрэн гарз юм. Хэрэв та гэрлийг халаагч болгон ашиглахгүй бол, үр дүнтэй гүйдлийн ихэнх хэсэг нь харагдах гэрэлд шууд ордоггүй. LED нь маш бага дулаан ялгаруулдаг, мөн харьцангуйгаар хэлбэл, гэрэлд шууд зарцуулсан цахилгаан эрчим хүч, бага эрчим хүч шаардагдана.
Одоо хүртэл, LED нь хагас дамжуулагч материалаар хийгдсэн тул ихэнх гэрэлтүүлгийн хэрэглээнд хэтэрхий үнэтэй байсан. Хагас дамжуулагч төхөөрөмжийн үнэ өнгөрсөн хугацаанд нэлээд буурсан 10 жил, Гэсэн хэдий ч, LED-ийг өргөн хүрээний хэрэглээнд зориулж илүү хэмнэлттэй гэрэлтүүлгийн сонголт болгох. Ойрын ирээдүйд, LED нь дэлхийн технологид илүү том үүрэг гүйцэтгэх болно.
Гэрэл ялгаруулах диод (LED) хагас дамжуулагч материалаар хийгдсэн урагш чиглэсэн PN уулзвар диод юм. Түүний гэрэл ялгаруулах механизм нь PN уулзварын хоёр төгсгөлд шууд гүйдэл шахах явдал юм., тарьсан тэнцвэргүй тээвэрлэгчид (электрон нүхний хосууд) дахин нэгтгэж, тархалтын процессын явцад гэрэл ялгаруулдаг. Энэхүү ялгаруулах үйл явц нь гэрлийн аяндаа ялгарах үйл явцтай голчлон тохирдог. Гэрлийн гаралтын байршлаас хамаарна, LED нь гадаргуугийн ялгаралтын төрөл ба ирмэгийн ялгаралтын төрөлд хуваагдана. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг LED бол InGaAsP/InP давхар огтлолцох ирмэгийн гэрэл ялгаруулах диод юм..
LED-ийн гэрэл ялгаруулах зарчмыг мөн PN уулзварын зурвасын бүтцээр тайлбарлаж болно. Хагас дамжуулагч гэрэл ялгаруулах диод хийхэд ашигладаг материалууд нь их хэмжээний хольцтой байдаг. Дулааны тэнцвэрт байдалд байна, N бүсэд өндөр хөдөлгөөнтэй олон электронууд байдаг, мөн P бүсэд хөдөлгөөн багатай илүү олон нүх байдаг. PN уулзварын саадтай давхаргын хязгаарлалттай холбоотой, Энэ хоёр нь ердийн нөхцөлд дахин нэгдэж чадахгүй. PN уулзварт шууд хүчдэл өгөх үед, ховилын бүсийн дамжуулах зурвас дахь электронууд PN уулзварын саадаас зугтаж, P мужид орж болно.. Тиймээс, өндөр энергийн төлөвт байгаа электронууд нь PN уулзварын ойролцоох нүхнүүдтэй P бүсийн хажуу тал руу бага зэрэг таарах үед, гэрэлтэх рекомбинаци үүсдэг. Энэхүү люминесценцийн рекомбинацаас ялгарах гэрэл нь аяндаа үүсэх цацрагт хамаарна., мөн цацрагийн гэрлийн долгионы уртыг материалын зурвасын өргөн Eg-ээр тодорхойлно.
Гэрэл ялгаруулах диодууд нь өндөр найдвартай байдал зэрэг чухал давуу талуудтай, тасалгааны температурт удаан тасралтгүй ажиллах хугацаа, мөн сайн оптик хүч-гүйдлийн шугаман чанар. Түүнээс гадна, Учир нь энэ технологи харьцангуй боловсронгуй түвшинд хөгжсөн, түүний үнэ маш хямд. Тиймээс, зарим энгийн оптик шилэн мэдрэгчийн загварт, хэрэв LED чадвартай, Үүнийг гэрлийн эх үүсвэр болгон сонгох нь бүхэл мэдрэгчийн зардлыг ихээхэн бууруулж чадна. Гэсэн хэдий ч, LED-ийн гэрэлтэх механизм нь олон дутагдалтай болохыг тодорхойлдог, бага гаралтын чадал гэх мэт, том ялгаралтын өнцөг, спектрийн шугамын өргөн, болон хариу өгөх хурд бага. Тиймээс, өндөр хүч шаарддаг зарим мэдрэгчийн загварт, хурдан модуляцын хурд, мөн сайн монохромат байдал, бусад өндөр хүчин чадалтай гэрлийн эх үүсвэрүүдийг зардлыг нэмэгдүүлэх зардлаар сонгох хэрэгтэй.
Янз бүрийн материалын өргөн зурвасын өргөнтэй холбоотой, янз бүрийн материалаар хийсэн гэрэл ялгаруулах диодууд нь янз бүрийн долгионы урттай гэрлийг ялгаруулж чаддаг. Нэмж хэлэхэд, зарим материалд өөр өөр бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон допинг байдаг, жишээ нь, зарим нь маш төвөгтэй хамтлаг бүтэцтэй байдаг, болон харгалзах шууд бус шилжилтийн цацраг, гэх мэт., тиймээс төрөл бүрийн гэрэл ялгаруулах диодууд байдаг.