YUANNENGJI Діоди є одними з найпоширеніших пристроїв у напівпровідникових приладах. Більшість напівпровідників виготовлені з легованих напівпровідникових матеріалів (атомів та інших речовин). Матеріалом провідника світлодіодів зазвичай є арсенід галію і алюмінію. У чистому арсеніді галію алюмінію, всі атоми ідеально пов'язані зі своїми сусідами, не залишивши вільних електронів для підключення струму.
У світлодіодах, такі як ті, що використовуються в цифрових годинниках, розмір зазору визначає частоту фотонів, іншими словами, колір світла. При цьому всі діоди випромінюють світло, більшість з них не дуже ефективні. У звичайних діодах, сам напівпровідниковий матеріал поглинає багато енергії світла і закінчується. Світлодіоди закриті пластиковою колбою для фокусування світла в певному напрямку.
Форма світла, яку можуть випромінювати атоми. Він складається з багатьох крихітних пучків, схожих на частинки, які мають енергію та імпульс, але не мають маси. Ці частинки називаються фотонами, які є основними одиницями світла. Фотони вивільняються, тому що електрони рухаються. В атомах, електрони рухаються по орбітах навколо атома. Електрони на різних орбітах мають різну енергію. Взагалі кажучи, електрони з більшою енергією рухаються по орбітах далі від ядра. Коли електрон перескакує з нижчої орбіталі на вищу, підвищується рівень енергії, і навпаки, коли вона падає від вищої орбітальної функції до нижчої орбітальної функції, електрон виділяє енергію. Енергія виділяється у вигляді фотонів. Краплі вищої енергії вивільняють фотони вищої енергії, які характеризуються високою частотою.
Вільний електрон падає з шару Р-типу через діод у порожню електронну дірку. Це передбачає падіння від зони провідності до нижчої орбітальної функції, тому електрон виділяє енергію у формі фотона. Це буває в будь-якому діоді, ви просто бачите фотони, коли діод зроблено з певного матеріалу. У стандартному кремнієвому діоді, наприклад, атоми розташовані таким чином, що коли електрон падає на відносно невелику відстань, атоми розташовані таким чином, що людське око не може побачити це, оскільки частота електронів дуже низька.
Світлодіоди мають ряд переваг перед традиційними лампами розжарювання. Перший полягає в тому, що світлодіоди не мають нитки, щоб перегоріти, тому вони тривають довше. Крім того, маленька пластикова колба світлодіода робить світлодіод більш міцним. It can also be more easily fitted into current electronic circuits. The process of emitting light in traditional incandescent bulbs involves generating a lot of heat.
This is a complete waste of energy. Unless you use the light as a heater, most of the effective current does not go directly into visible light. LEDs emit very little heat, so relatively speaking, the more electricity that goes directly into light, the less energy is needed.
For visible light LEDs, такі як ті, що використовуються в цифрових годинниках, розмір зазору визначає частоту фотонів, or in other words, колір світла. При цьому всі діоди випромінюють світло, більшість з них не дуже ефективні. У звичайних діодах, the semiconductor material itself absorbs much of the light energy and ends up. LEDs are covered by a plastic bulb that focuses the light in a specific direction.
Світлодіоди мають ряд переваг перед традиційними лампами розжарювання. Перший полягає в тому, що світлодіоди не мають нитки, щоб перегоріти, тому вони тривають довше. Крім того, the small plastic bulb of LEDs makes them more durable. They can also be more easily fitted into current electronic circuits. Процес випромінювання світла традиційними лампами розжарювання передбачає виділення великої кількості тепла. This is a complete waste of energy. Unless you use the light as a heater, most of the effective current does not go directly into visible light. LEDs emit very little heat, і умовно кажучи, тим більше електроенергії використовується безпосередньо для освітлення, the less energy is needed.
Дотепер, Світлодіоди були занадто дорогими для більшості застосувань освітлення, оскільки вони виготовлені з передових напівпровідникових матеріалів. Ціни на напівпровідникові пристрої в минулому значно впали 10 Років, проте, роблячи світлодіоди більш економічно ефективним варіантом освітлення для ширшого спектру застосувань. Найближчим часом, Світлодіоди будуть відігравати все більшу роль у світовій техніці.
Світлодіод (LED) це діод прямого зміщення PN-переходу, виготовлений із напівпровідникових матеріалів. Його механізм випромінювання світла полягає в тому, що коли прямий струм вводиться на обидва кінці PN-переходу, введені незбалансовані носії (електронно-діркові пари) рекомбінують і випромінюють світло під час процесу дифузії. Цей процес випромінювання в основному відповідає процесу спонтанного випромінювання світла. Залежно від місця виходу світла, Світлодіоди можна розділити на тип поверхневого випромінювання та тип випромінювання по краях. Найбільш часто використовуваним світлодіодом є світловипромінюючий діод InGaAsP/InP з подвійним гетеропереходом..
Принцип випромінювання світлодіодів також можна пояснити зонною структурою PN-переходу. Матеріали, які використовуються для виготовлення напівпровідникових світлодіодів, сильно леговані. У стані теплової рівноваги, в області N багато електронів з високою рухливістю, і є більше отворів з низькою рухливістю в області P. Через обмеження бар’єрного шару PN-переходу, вони не можуть природним чином рекомбінуватися за нормальних умов. Коли пряма напруга прикладається до PN-переходу, електрони в зоні провідності області канавки можуть вийти за бар'єр PN-переходу і потрапити в область P. тому, коли електрони у високоенергетичному стані зустрічаються з дірками в околицях PN-переходу трохи збоку від P-області, відбувається рекомбінація люмінесценції. Світло, випромінюване цією рекомбінацією люмінесценції, належить до спонтанного випромінювання, а довжина хвилі випромінюваного світла визначається шириною забороненої зони Eg матеріалу.
Світлодіоди мають суттєві переваги, такі як висока надійність, тривалий безперервний час роботи при кімнатній температурі, і хороша оптична лінійність струму. Крім того, оскільки ця технологія була розроблена до відносно зрілого рівня, його ціна дуже дешева. тому, у розробці деяких простих волоконно-оптичних датчиків, якщо LED є компетентним, Вибір його як джерела світла може значно знизити вартість всього датчика. Однак, механізм світіння світлодіода визначає, що він має багато недоліків, наприклад низька вихідна потужність, великий кут випромінювання, ширина спектральної лінії, і низька швидкість відгуку. тому, в конструкції деяких датчиків, які вимагають великої потужності, висока швидкість модуляції, і хороша монохроматичність, інші більш ефективні джерела світла повинні бути обрані ціною збільшення витрат.
Через різну ширину забороненої зони різних матеріалів, світлодіоди з різних матеріалів можуть випромінювати світло різної довжини хвилі. Крім того, деякі матеріали мають різні компоненти та легування, наприклад, деякі мають дуже складну смугову структуру, і відповідне непряме перехідне випромінювання, тощо, тому існують різні світлодіоди.