YUANNENGJI Os diodos são um dos dispositivos mais comuns em dispositivos semicondutores. A maioria dos semicondutores é feita de materiais semicondutores dopados (átomos e outras substâncias). O material condutor dos LEDs geralmente é arsenieto de gálio e alumínio. Em arsenieto de alumínio e gálio puro, todos os átomos estão perfeitamente ligados aos seus vizinhos, não deixando elétrons livres para conectar a corrente.
Em diodos emissores de luz, como aqueles usados em relógios digitais, o tamanho da lacuna determina a frequência dos fótons, em outras palavras, a cor da luz. Enquanto todos os diodos emitem luz, a maioria não é muito eficiente. Em diodos comuns, o próprio material semicondutor absorve muita energia luminosa e acaba. Os LEDs são cobertos por uma lâmpada de plástico para focar a luz em uma direção específica.
Uma forma de luz que pode ser liberada por átomos. É composto de muitos pequenos feixes semelhantes a partículas que têm energia e momento, mas não têm massa.. Essas partículas são chamadas de fótons, quais são as unidades mais básicas de luz. Os fótons são liberados porque os elétrons se movem. Em átomos, elétrons se movem em órbitas ao redor do átomo. Elétrons em órbitas diferentes têm energias diferentes. De um modo geral, elétrons com maior energia movem-se em órbitas mais distantes do núcleo. Quando um elétron salta de um orbital inferior para um orbital superior, o nível de energia aumenta, e inversamente, quando cai de uma função orbital superior para uma função orbital inferior, o elétron libera energia. A energia é liberada na forma de fótons. Gotas de maior energia liberam fótons de maior energia, que são caracterizados por sua alta frequência.
Um elétron livre cai da camada tipo P através do diodo para um buraco de elétron vazio. Isso envolve cair da banda de condução para uma função orbital inferior, então o elétron libera energia na forma de um fóton. Isso acontece em qualquer diodo, você apenas vê os fótons quando o diodo é feito de um determinado material. Em um diodo de silício padrão, por exemplo, os átomos estão dispostos de tal maneira que, quando o elétron cai por uma distância relativamente curta, os átomos estão dispostos de tal maneira que o olho humano não consegue vê-los porque a frequência dos elétrons é muito baixa.
Os LEDs têm várias vantagens sobre as lâmpadas incandescentes tradicionais. A primeira é que os LEDs não têm filamento para queimar, então eles duram mais. Além disso, a pequena lâmpada de plástico do LED torna o LED mais durável. Também pode ser mais facilmente instalado em circuitos eletrônicos atuais. O processo de emissão de luz nas lâmpadas incandescentes tradicionais envolve a geração de muito calor.
Isso é um completo desperdício de energia. A menos que você use a luz como aquecedor, a maior parte da corrente efetiva não vai diretamente para a luz visível. LEDs emitem muito pouco calor, tão relativamente falando, mais eletricidade vai diretamente para a luz, menos energia é necessária.
Para LEDs de luz visível, como aqueles usados em relógios digitais, o tamanho da lacuna determina a frequência dos fótons, ou em outras palavras, a cor da luz. Enquanto todos os diodos emitem luz, a maioria não é muito eficiente. Em diodos comuns, o próprio material semicondutor absorve grande parte da energia luminosa e acaba. Os LEDs são cobertos por uma lâmpada de plástico que foca a luz em uma direção específica.
Os LEDs têm várias vantagens sobre as lâmpadas incandescentes tradicionais. A primeira é que os LEDs não têm filamento para queimar, então eles duram mais. Além disso, a pequena lâmpada plástica dos LEDs os torna mais duráveis. Eles também podem ser mais facilmente instalados em circuitos eletrônicos atuais. O processo de emissão de luz das lâmpadas incandescentes tradicionais envolve a geração de muito calor. Isso é um completo desperdício de energia. A menos que você use a luz como aquecedor, a maior parte da corrente efetiva não vai diretamente para a luz visível. LEDs emitem muito pouco calor, e relativamente falando, mais eletricidade é usada diretamente para luz, menos energia é necessária.
Até agora, Os LEDs têm sido muito caros para a maioria das aplicações de iluminação porque são feitos de materiais semicondutores avançados. O preço dos dispositivos semicondutores caiu significativamente no passado 10 Anos, no entanto, tornando os LEDs uma opção de iluminação mais econômica para uma ampla gama de aplicações. Num futuro próximo, Os LEDs desempenharão um papel maior na tecnologia mundial.
Um diodo emissor de luz (LIDERADO) é um diodo de junção PN polarizado diretamente feito de materiais semicondutores. Seu mecanismo de emissão de luz ocorre quando uma corrente direta é injetada em ambas as extremidades da junção PN, os portadores desequilibrados injetados (pares elétron-buraco) recombinam e emitem luz durante o processo de difusão. Este processo de emissão corresponde principalmente ao processo de emissão espontânea de luz. Dependendo da localização da saída de luz, Os LEDs podem ser divididos em tipo de emissão de superfície e tipo de emissão de borda. O LED mais comumente usado é o diodo emissor de luz de borda de heterojunção dupla InGaAsP/InP.
O princípio de emissão de luz dos LEDs também pode ser explicado pela estrutura de banda da junção PN. Os materiais usados para fazer diodos emissores de luz semicondutores são fortemente dopados. No estado de equilíbrio térmico, existem muitos elétrons com alta mobilidade na região N, e há mais buracos com baixa mobilidade na região P. Devido à limitação da camada de barreira de junção PN, os dois não podem se recombinar naturalmente em condições normais. Quando uma tensão direta é aplicada à junção PN, os elétrons na banda de condução da região do sulco podem escapar da barreira da junção PN e entrar na região P. Portanto, quando os elétrons no estado de alta energia encontram os buracos nas proximidades da junção PN, ligeiramente ao lado da região P, ocorre recombinação de luminescência. A luz emitida por esta recombinação de luminescência pertence à radiação espontânea, e o comprimento de onda da luz irradiada é determinado pela largura do bandgap Eg do material.
Os diodos emissores de luz têm vantagens significativas, como alta confiabilidade, longo tempo de trabalho contínuo à temperatura ambiente, e boa linearidade óptica de potência-corrente. Além disso, uma vez que esta tecnologia foi desenvolvida a um nível relativamente maduro, seu preço é muito barato. Portanto, no projeto de alguns sensores simples de fibra óptica, se LIDERADO é competente, escolhê-lo como fonte de luz pode reduzir bastante o custo de todo o sensor. No entanto, o mecanismo de luminescência do LED determina que ele tem muitas deficiências, como baixa potência de saída, grande ângulo de emissão, largura da linha espectral, e baixa velocidade de resposta. Portanto, no projeto de alguns sensores que requerem alta potência, taxa de modulação rápida, e boa monocromaticidade, outras fontes de luz de maior desempenho devem ser selecionadas ao custo de custos crescentes.
Devido às diferentes larguras de bandgap de diferentes materiais, diodos emissores de luz feitos de materiais diferentes podem emitir luz de diferentes comprimentos de onda. Além disso, alguns materiais têm componentes e dopagem diferentes, por exemplo, alguns têm estruturas de bandas muito complexas, e radiação de transição indireta correspondente, etc., então existem vários diodos emissores de luz.