LED發(fā)光原理及應用

1、LED發(fā)光原理及其應用 LED是“l(fā)ight emitting diode”的英文縮寫。 中文名:發(fā)光二極管。 LED是一種將電能轉(zhuǎn)換為光能的固體電致發(fā)光(EL) 半導體器件。 LED實質(zhì)性核心結(jié)構(gòu)是由元素譜中的-族或-族化合物材料構(gòu)成的p-n結(jié)。LEDLED發(fā)光原理發(fā)光原理 發(fā)光二極管與普通二極管一發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個樣是由一個PNPN結(jié)組成，也具有單結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。當給發(fā)光二極管加上向?qū)щ娦?。當給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從正向電壓后，從P P區(qū)注入到區(qū)注入到N N區(qū)的區(qū)的空穴和由空穴和由N N區(qū)注入到區(qū)注入到P P區(qū)的電子，區(qū)的電子，在在PNPN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別

2、與結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N N區(qū)的區(qū)的電子和電子和P P區(qū)的空穴復合，產(chǎn)生自發(fā)區(qū)的空穴復合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。輻射的熒光。 N型半導體（N為Negative的字頭，由于電子帶負電荷而得此名）：摻入少量雜質(zhì)磷元素（或銻元素）的硅晶體（或鍺晶體）中，由于半導體原子（如硅原子）被雜質(zhì)原子取代，磷原子外層的五個外層電子的其中四個與周圍的半導體原子形成共價鍵，多出的一個電子幾乎不受束縛，較為容易地成為自由電子。于是，N型半導體就成為了含電子濃度較高的半導體，其導電性主要是因為自由電子導電。N型半導體P型半導體 P型半導體（P為Positive的字頭，由于空穴帶正電而得此名）：摻入少量雜質(zhì)硼元素（或銦元素

3、）的硅晶體（或鍺晶體）中，由于半導體原子（如硅原子）被雜質(zhì)原子取代，硼原子外層的三個外層電子與周圍的半導體原子形成共價鍵的時候，會產(chǎn)生一個“空穴”，這個空穴可能吸引束縛電子來“填充”，使得硼原子成為帶負電的離子。這樣，這類半導體由于含有較高濃度的“空穴”（“相當于”正電荷），成為能夠?qū)щ姷奈镔|(zhì)。直接帶隙材料和間接帶隙材料 直接帶隙半導體材料就是導帶最小值（導帶底）和價帶最大值在k空間中同一位置。電子要躍遷到導帶上產(chǎn)生導電的電子和空穴（形成半滿能帶）只需要吸收能量。 直接帶隙中的電子躍遷前后只有能量變化，而無位置變化，于是便有更大的幾率將能量以光子的形式釋放出來 間接帶隙半導體材料（如Si、Ge）導帶最小值（導帶底）和滿帶頂在k空間中不同位置。形成半滿能帶不只需要吸收能量，還要改變動量。電子在k狀態(tài)時的動量是（h/2pi）k，k不同，動量就不同，從一個狀態(tài)到另一個必須改變動量。 從能帶圖譜可以看出，間接帶隙半導體中的電子在躍遷時K值會發(fā)生變化，這意味著電子躍遷前后在K空間的位置不一樣了，這樣會極大的幾率將能量釋放給晶格，轉(zhuǎn)化為聲子，變成熱能釋放掉。光的峰值波長與發(fā)光區(qū)域的半導體材料禁帶寬度g有關，即 1240/Eg