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    發光半導體二極管的發光原理
    來源:無錫蘇淮電子有限公司  發表時間:2016/10/22 15:26:45  點擊:829 次  

    發光原理:

    半導體發光二極管燈是利用半導體二極管的原理做成的燈,可以把電能轉化成光能;常簡寫為LED。發光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結組成,也具有單向導電性。當給發光二極管加上正向電壓后,從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子,在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴復合,產生自發輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同,釋放出的能量越多,則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極管。
    發光二極管的反向擊穿電壓約5伏。這不同于貼片二極管,它的正向伏安特性曲線很陡,使用時必須串聯限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R可用下式計算:
    R=(E-UF)/IF
    式中E為電源電壓,UF為LED的正向壓降,IF為LED的一般工作電流。發光二極管的兩根引線中較長的一根為正極,應按電源正極。有的發光二極管的兩根引線一樣長,但管殼上有一凸起的小舌,靠近小舌的引線是正極。
    與小白熾燈泡和氖燈相比,發光二極管的特點是:工作電壓很低(有的僅一點幾伏);工作電流很?。ㄓ械慕雋愕慵負漣布純煞⒐猓?;抗沖擊和抗震性能好,可靠性高,壽命長;通過調制通過的電流強弱可以方便地調制發光的強弱。由于有這些特點,發光二極管在一些光電控制設備中用作光源,在許多電子設備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀,用7條條狀的發光管組成7段式半導體數碼管,每個數碼管可顯示0~9十個數目字。
    50年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識,第一個商用二極管產生于1960年。LED是英文light emitting diode(發光二極管)的縮寫,它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料,置于一個有引線的架子上,然后四周用環氧樹脂密封,起到?;つ誆啃鞠叩淖饔?,所以LED的抗震性能好。
    發光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片,貼片二極管等是不同的,它在P型半導體和N型半導體之間有一個過渡層,稱為PN結。在某些半導體材料的PN結中,注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來,從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓,少數載流子難以注入,故不發光。這種利用注入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管,通稱LED。 當它處于正向工作狀態時(即兩端加上正向電壓),電流從LED陽極流向陰極時,半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線,光的強弱與電流有關。

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