發光二極管為啥會發光_發光二極管為什么

發光二極管為啥會發光_發光二極管為什么

二極管是半導體裝置中最常見的裝置，大部分的半導體是將半導體材料混合在一起的（原子和其他物質）發光二極管導體材料通常是鋁砷化稼，在純鋁砷化稼中所有的原子都完美地與它們的鄰接結合，不留有自由電子連接電流。

光發光二極管確定光子的頻率，換言之，確定光的顏色，例如用于數字顯示時鐘。當所有二極管發光時，幾乎都無效。在通常的二極管中，半導體材料本身通過吸引大量的光能而結束。發光二極管是在特定方向上覆蓋集中光的塑料燈泡。

原子發射的形式是由能量和動力組成的小束，如無質量的微粒子。這些粒子被稱為光子，是光的最基本單位。光子通過電子轉移發射。在原子中，電子在原子的四個周圍以軌道的形式移動。電子在不同的軌道函數中具有不同的能量。

通常，具有較大能量的電子從核軌道移動。當電子從一個較低的軌道跳到較高的軌道時，能量水平變高，反之，當從較高的軌道函數下降到較低的軌道函數時，電子釋放能量。能量以光子的形式發射。更高的能量降低發射更高能量的光子，并且其高頻是特征。自由電子從p型層通過二極管落入空電子空穴。

這包括從導帶落下到較低的軌道函數，從而電子以光子的形式發射能量。這在任何二極管中都會發生。當有二極管的物質構成時，只能看到光子。當標準硅二極管的原子例如電子落在相對短的距離原子上時，這樣排列。

結果，在電子頻率這么低的情況下，人是看不見的。發光二極管比以往的白熾燈泡有幾個優點。第一個是發光二極管沒有燈絲的話會被燒掉，所以壽命會變長。而且，發光二極管的小塑料燈泡提高了發光二極管的耐久性。也可以更容易地適應現在的電子電路。

傳統的白熾燈泡的發光過程中，含有大量的熱量。這完全是能量的浪費。因為幾乎所有的有效電流都不會直接產生可見光，所以除非將燈作為發熱器使用。發光二極管所產生的熱量非常少，相對地，電能直接發光，對電能的需求大幅減少。

可見光發光二極管確定光子的頻率，換言之，間隙的大小確定光的顏色，例如在數字顯示時鐘中使用。當所有二極管發光時，幾乎都無效。在通常的二極管中，半導體材料本身通過吸引大量的光能而結束。發光二極管是在特定方向上覆蓋集中光的塑料燈泡。發光二極管比以往的白熾燈泡有幾個優點。第一個是發光二極管沒有燈絲的話會被燒掉，所以壽命會變長。而且，發光二極管的小塑料燈泡提高了發光二極管的耐久性。

也可以更容易地適應現在的電子電路。傳統的白熾燈泡的發光過程中，含有大量的熱量。這完全是能量的浪費。因為幾乎所有的有效電流都不會直接產生可見光，所以除非將燈作為發熱器使用。發光二極管所產生的熱量非常少，相對地，電能直接發光，對電能的需求大幅減少。到現在為止，因為是用先進半導體材料制造的，所以發光二極管大部分的照明用途都太貴了。

半導體器件的價格在過去的10年間大幅下降，但是在發光二極管更廣泛的應用下可以選擇更劃算的照明，在不久的將來，發光二極管在世界技術上會發揮更大的作用。發光二極管LED是由半導體材料制成的正向偏置PN結二極管。在PN結向兩端注入正向電流時，注入的非平衡載流子（電子-空穴對）在擴散過程中復合發光，該發光過程主要對應于光的自發發光過程。根據光輸出的位置，發光二極管被分成面發光型和邊發光型。

我們最常用的LED是InGaAsP/InP雙異質結邊緣發光二極管。發光二極管的發光原理也可以用PN結的帶結構來說明。所制備的半導體發光二極管材料是再摻雜的，在熱平衡狀態的N區中遷移率高的電子多，遷移率比P區低的空穴多。

PN結由于屏障層的限制，通常兩者不會產生自然復合。另一方面，當對PN結施加正向電壓時，信道導帶中的電子能夠避開PN結的屏障而進入P區側。于是，在PN結附近稍微偏向P區側的地方，當處于高能量狀態的電子遇到空穴時，產生發光復合。

這樣的發光復合體發出的光屬于自發輻射，輻射的波長由材料的禁止帶寬Eg決定發光二極管可靠性高，室溫下連續工作時間長，光功率過濾63？有電流線性度好等顯著的優點，因為這個技術比較成熟，所以價格非常便宜。因此，在一些簡單的光纖傳感器設計中，如果LED恰當，則如果選擇作為光源，則能夠大幅降低傳感器整體的成本。

但是，LED的發光機構決定有很多不足，例如輸出功率小、發光角大、譜線寬度、響應速度低等。因此，在需要功率高、調制速度快、單色性好的光源的傳感器設計中，不得不以成本提高為代價選擇其他更高性能的光源。由于不同材料的禁止帶寬不同，所以不同材料發光二極管可以發射不同波長的光。另外，由于部分材料的成分和摻雜不同，例如具有復雜的帶結構，并且相應地存在間接過渡輻射等，因此存在各種各樣的發光二極管。