Question

led二极管发光原理简析

Answer 1

  led二极管是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。它的英文是Light Emitting Diode。由镓(Ga)与砷(As)、磷(P)、氮(N)、铟(In)的化合物制成的二极管。LED二极管现在应用非常广泛，生活中也随处可见它的身影。但是它的发光原理是什么呢?今天小编就为大家揭秘。

　　

　　LED二极管的基本结构是一块半导体材料，放在一个有引线的架子上，然后在周围用环氧树脂密封起来，可以起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。LED二极管的核心是P型半导体和N型半导体，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称作PN结。其发光原理可以用PN结的结构来做解释。

　　

　　LED二级管发光原理

　　如下图所示，因为制作半导体发光二极管的半导体材料是重掺杂的，二极管内部有P区N区之分，所以导致热平衡状态下的N区有很多易迁移的电子，P区有较多的不易迁移的空穴。在常态下及PN结阻挡的情况下，空穴和电子不能发生自然复合，但是当给PN结加以正向电压时，由于外加电场方向与势垒区的自建电场方向相反，破坏了PN结的动态平衡，产生了少数的载流子。空穴从P区迁移至N区，同样电子从N区迁移到P区，产生少数载流子将同该区的多数载流子复合，将多余的能量以光的形式辐射出去. 二极管就发出光了。

　　

　　以下是传统发光二极管所使用的无机半导体物料和所它们发光的颜色

　　铝砷化镓(AlGaAs)-红色及红外线

　　铝磷化镓(AlGaP)-绿色

　　磷化铝铟镓(AlGaInP)-高亮度的橘红色，橙色，黄色，绿色

　　磷砷化镓(GaAsP)-红色，橘红色，黄色

　　磷化镓(GaP)-红色，黄色，绿色

　　氮化镓(GaN)-绿色，翠绿色，蓝色

　　铟氮化镓(InGaN)-近紫外线，蓝绿色，蓝色

　　碳化硅(SiC)(用作衬底)-蓝色

　　硅(Si)(用作衬底)-蓝色(开发中)

　　蓝宝石(Al2O3)(用作衬底)-蓝色

　　zincselenide(ZnSe)-蓝色

　　钻石(C)-紫外线

　　氮化铝(AlN),aluminiumgalliumnitride(AlGaN)-波长为远至近的紫外线

　　

　　看完这些，是不是知道了led二极管的发光原理呢?下次看到五彩缤纷的led灯我们就可以自豪说出它的发光原理了。身边处处是智慧，用善于发现的眼睛去感受吧。 

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