生活中隨處可見(jiàn)發(fā)光二極管的影子,他已經(jīng)成為了我們生活中的必需品,但是很多人并不知道發(fā)光二極管為什么會(huì)發(fā)光,更不知道,什么樣的二極管發(fā)出什么顏色的光,這里我們就來(lái)簡(jiǎn)單了解一下發(fā)光二極管原理。
50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線(xiàn)的基本知識(shí),第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文light emitting diode發(fā)光二極管的縮寫(xiě)。
它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料,置于一個(gè)有引線(xiàn)的架子上,然后四周用環(huán)氧樹(shù)脂密封,起到保護(hù)內(nèi)部芯線(xiàn)的作用,所以L(fǎng)ED的抗震性能好。
發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片,在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層,稱(chēng)為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中,注 入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái),從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓,少數(shù)載流子難以注入,故不發(fā)光。這種 利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管,通稱(chēng)LED。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)(即兩端加上正向電壓),電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí),半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線(xiàn),光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。
發(fā)光二極管構(gòu)造圖
以下是傳統(tǒng)發(fā)光二極管所使用的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體物料和所它們發(fā)光的顏色
鋁砷化鎵(AlGaAs)-紅色及紅外線(xiàn)
鋁磷化鎵(AlGaP)-綠色
磷化鋁銦鎵(AlGaInP)-高亮度的橘紅色,橙色,黃色,綠色
磷砷化鎵(GaAsP)-紅色,橘紅色,黃色
磷化鎵(GaP)-紅色,黃色,綠色
氮化鎵(GaN)-綠色,翠綠色,藍(lán)色
銦氮化鎵(InGaN)-近紫外線(xiàn),藍(lán)綠色,藍(lán)色
碳化硅(SiC)(用作襯底)-藍(lán)色
硅(Si)(用作襯底)-藍(lán)色(開(kāi)發(fā)中)
藍(lán)寶石(Al2O3)(用作襯底)-藍(lán)色
zincselenide(ZnSe)-藍(lán)色
鉆石(C)-紫外線(xiàn)
氮化鋁(AlN),aluminiumgalliumnitride(AlGaN)-波長(zhǎng)為遠(yuǎn)至近的紫外線(xiàn)
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