一文看懂led的发光原理

2022-01-06 00:32分类：电子元器件阅读：

相关led（发光二极管）的专业知识，详细介绍了led的发亮基本原理，发光二级管的构成部分有什么，及其led是怎样发亮的，有兴趣的盆友能够看一看。

led的发亮基本原理

发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化学物质，如GaAs（氮化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷氮化镓）等半导体材料做成的，其关键是PN结。具备一般P-N结的I-N特点，即正指导通，反方向截至、穿透特点。

在一定标准下，它还具备发亮特点。在正方向工作电压下，电子器件由N区引入P区，空穴由P区引入N区。进到另一方地区的极少数自由电子（少子）一部分与大部分自由电子（多子）复合型而发亮。

如图所示1：

假定发亮是在P区中产生的，那麼引入的电子器件与价带空穴立即复合型而发亮，或是先被发亮管理中心捕捉后，再与空穴复合型发亮。

除开发亮复合型外，还有一些电子器件被非发亮管理中心（处于导带、介带正中间周边）捕捉，然后再与空穴复合型，每一次释放出来的动能并不大，不可以产生能见光。

发亮的复合型量相对性于非发亮复合型量的占比越大，量子高效率越高。因为复合型是在少子蔓延区域内发亮的，因此光仅在挨近PN结面数μm之内造成。

光的最高值光波长λ与发亮地区的半导体器件带隙Ｅg相关，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏（eV）。假如能造成能见光（光波长在380nm紫光～780nm彩光），半导体器件的Eg应在3.26～1.63eV中间。比红光波长长的光为红外线。如今现有红外线、红、黄、绿及高清蓝光发光二极管，但在其中高清蓝光二极管成本费、价钱很高，应用不广泛。

发光二极管是一种独特的二极管。和一般的二极管一样，发光二极管由集成电路芯片构成，这种半导体器件会事先根据引入或夹杂等加工工艺以造成pn结构造。与其他二极管一样，发光二极管中电流量能够随便地从p极（阳极氧化）流入n极（负级），而反过来方位则不可以。二种不一样的自由电子：空穴和电子器件在不一样的电级工作电压功效下从电级流入pn结。当空穴和电子器件相逢而造成复合型，电子器件会坠落到较低的能阶，与此同时以光量子的方法释放出来动能。

它所传出的可见光波长，以及色调，是由构成pn结的半导体材料原材料的禁带动能所决策。因为硅和锗是间接性禁带原材料，在这种原材料中电子器件与空穴的复合型是是非非辐射跃迁，该类越迁沒有释放光量子，因此硅和锗二极管不可以发亮。发光二极管常用的原材料全是立即禁带型的，这种禁带动能相匹配着近红外感应、能见光、或近紫外光股票波段的光动能。

在发展趋势前期，选用氮化镓(GaAs)的发光二极管只有传出红外感应或彩光。伴随着管理科学的发展，大家早已生产制造出可传出更短光波长的、各种颜色的发光二极管。

传统式发光二极管所应用的无机物半导体材料原材料和发过光的颜色：

（1）铝砷化稼(AlGaAs)-鲜红色及红外感应

（2）铝磷化处理稼(AlGaP)-翠绿色

（3）aluminiumgal liumindiumphosphide(AlGaInP)-亮度高的桔红色，橘色，淡黄色，翠绿色

（4）磷砷化稼(GaAsP)-鲜红色，桔红色，淡黄色。