YUANNENGJI Diode so ena najpogostejših naprav v polprevodniških napravah. Večina polprevodnikov je izdelanih iz dopiranih polprevodniških materialov (atomi in druge snovi). Prevodni material LED je običajno galijev aluminijev arzenid. V čistem galijevem aluminijevem arzenidu, vsi atomi so popolnoma povezani s svojimi sosedi, ne pušča prostih elektronov za povezavo toka.
V svetlečih diodah, kot so tisti, ki se uporabljajo v digitalnih urah, velikost reže določa frekvenco fotonov, z drugimi besedami, barvo svetlobe. Medtem ko vse diode oddajajo svetlobo, večina jih ni zelo učinkovitih. V navadnih diodah, sam polprevodniški material absorbira veliko svetlobne energije in konča. LED diode so pokrite s plastično žarnico, ki usmerja svetlobo v določeno smer.
Oblika svetlobe, ki jo lahko sprostijo atomi. Sestavljen je iz številnih drobnih snopov, podobnih delcem, ki imajo energijo in zagon, nimajo pa mase. Te delce imenujemo fotoni, ki so najosnovnejše enote svetlobe. Fotoni se sproščajo, ker se elektroni premikajo. V atomih, elektroni se gibljejo po orbitah okoli atoma. Elektroni v različnih orbitah imajo različne energije. Na splošno, elektroni z večjo energijo se gibljejo po orbitah dlje od jedra. Ko elektron skoči iz nižje orbitale v višjo orbitalo, raven energije se poveča, in obratno, ko pade iz višje orbitalne funkcije na nižjo orbitalno funkcijo, elektron sprosti energijo. Energija se sprosti v obliki fotonov. Kapljice z višjo energijo sproščajo fotone z višjo energijo, za katere je značilna visoka frekvenca.
Prosti elektron pade iz plasti tipa P skozi diodo v prazno elektronsko luknjo. To vključuje padec iz prevodnega pasu v nižjo orbitalno funkcijo, tako elektron sprosti energijo v obliki fotona. To se zgodi v kateri koli diodi, fotone vidite le, ko je dioda izdelana iz določenega materiala. V standardni silicijevi diodi, na primer, atomi so razporejeni tako, da ko elektron pade na relativno kratko razdaljo, atomi so razporejeni tako, da jih človeško oko ne vidi, ker je frekvenca elektronov tako nizka.
LED imajo številne prednosti pred tradicionalnimi žarnicami z žarilno nitko. Prvi je, da LED diode nimajo žarilne nitke, ki bi pregorela, tako zdržijo dlje. Poleg tega, majhna plastična žarnica LED naredi LED bolj vzdržljivo. Prav tako ga je mogoče lažje namestiti v trenutna elektronska vezja. Proces oddajanja svetlobe v tradicionalnih žarnicah z žarilno nitko vključuje ustvarjanje veliko toplote.
To je popolna izguba energije. Razen če lučko uporabljate kot grelec, večina efektivnega toka ne gre neposredno v vidno svetlobo. LED diode oddajajo zelo malo toplote, tako relativno, več elektrike gre neposredno v svetlobo, manj energije je potrebno.
Za LED diode vidne svetlobe, kot so tisti, ki se uporabljajo v digitalnih urah, velikost reže določa frekvenco fotonov, ali z drugimi besedami, barvo svetlobe. Medtem ko vse diode oddajajo svetlobo, večina jih ni zelo učinkovitih. V navadnih diodah, sam polprevodniški material absorbira velik del svetlobne energije in konča. LED diode so prekrite s plastično žarnico, ki usmeri svetlobo v določeno smer.
LED imajo številne prednosti pred tradicionalnimi žarnicami z žarilno nitko. Prvi je, da LED diode nimajo žarilne nitke, ki bi pregorela, tako zdržijo dlje. Poleg tega, majhna plastična žarnica LED diod jih naredi bolj trpežne. Prav tako jih je mogoče lažje namestiti v trenutna elektronska vezja. Postopek oddajanja svetlobe tradicionalnih žarnic z žarilno nitko vključuje ustvarjanje veliko toplote. To je popolna izguba energije. Razen če lučko uporabljate kot grelec, večina efektivnega toka ne gre neposredno v vidno svetlobo. LED diode oddajajo zelo malo toplote, in relativno gledano, več električne energije se porabi neposredno za svetlobo, manj energije je potrebno.
Do sedaj, LED diode so bile predrage za večino aplikacij za razsvetljavo, ker so izdelane iz naprednih polprevodniških materialov. Cene polprevodniških naprav so se v preteklosti močno znižale 10 Let, vendar, LED diode postanejo stroškovno učinkovitejša možnost razsvetljave za širši nabor aplikacij. V bližnji prihodnosti, Svetleče diode bodo imele večjo vlogo v svetovni tehnologiji.
Svetleča dioda (LED) je prednapeta PN spojna dioda iz polprevodniških materialov. Njegov mehanizem oddajanja svetlobe je, da ko se na obeh koncih PN spoja vbrizga prednji tok, vbrizgane neuravnotežene nosilce (pari elektron-luknja) rekombinirajo in oddajajo svetlobo med procesom difuzije. Ta emisijski proces v glavnem ustreza procesu spontane emisije svetlobe. Odvisno od lokacije svetlobnega izhoda, Svetleče diode lahko razdelimo na tip površinske emisije in vrsto robne emisije. Najpogosteje uporabljena LED je svetleča dioda z dvojnim heterospojnim robom InGaAsP/InP.
Načelo oddajanja svetlobe LED je mogoče razložiti tudi s pasovno strukturo PN spoja. Materiali, ki se uporabljajo za izdelavo polprevodniških svetlečih diod, so močno dopirani. V stanju toplotnega ravnovesja, v območju N je veliko elektronov z visoko mobilnostjo, in v regiji P je več lukenj z nizko mobilnostjo. Zaradi omejitve pregradne plasti spoja PN, oba se v normalnih pogojih ne moreta naravno rekombinirati. Ko se na PN-spoj dovede napetost naprej, elektroni v prevodnem pasu območja utorov lahko uidejo oviri PN spoja in vstopijo v območje P. Zato, ko se elektroni v visokoenergijskem stanju srečajo z luknjami v bližini PN spoja rahlo ob strani območja P, pride do rekombinacije luminiscence. Svetloba, ki jo oddaja ta rekombinacija luminescence, spada med spontana sevanja, valovna dolžina sevane svetlobe pa je določena s širino pasovne vrzeli Eg materiala.
Svetleče diode imajo pomembne prednosti, kot je visoka zanesljivost, dolg neprekinjen delovni čas pri sobni temperaturi, in dobro linearnost optičnega toka moči. Poleg tega, saj je bila ta tehnologija razvita do relativno zrele ravni, njegova cena je zelo ugodna. Zato, pri oblikovanju nekaterih preprostih senzorjev iz optičnih vlaken, če LED je pristojen, če ga izberete kot vir svetlobe, lahko močno znižate stroške celotnega senzorja. Vendar, mehanizem luminescence LED določa, da ima številne pomanjkljivosti, kot je nizka izhodna moč, velik emisijski kot, širina spektralne črte, in nizko odzivno hitrostjo. Zato, pri načrtovanju nekaterih senzorjev, ki zahtevajo veliko moč, visoka stopnja modulacije, in dobra monokromatičnost, druge zmogljivejše vire svetlobe je treba izbrati na račun višjih stroškov.
Zaradi različnih pasovnih širin različnih materialov, svetleče diode iz različnih materialov lahko oddajajo svetlobo različnih valovnih dolžin. Poleg tega, nekateri materiali imajo različne komponente in doping, na primer, nekateri imajo zelo zapleteno pasovno strukturo, in ustrezno posredno prehodno sevanje, itd., tako obstajajo različne svetleče diode.