Light-emitting diode is in spesjale diode. Lykas gewoane diodes, binne ljocht-emittearjende diodes gearstald út semiconductor-chips. Dizze semiconductor materialen wurde pre-ymplantearre of doped te produsearje p en n struktueren.
Lykas oare diodes kin de stroom yn 'e ljocht-emittearjende diode maklik fan 'e p-poal (anode) nei de n-poal (katode) streame, mar net yn 'e tsjinoerstelde rjochting. Twa ferskillende dragers: gatten en elektroanen streame fan 'e elektroden nei de p- en n-struktueren ûnder ferskate elektrodesspanningen. As gatten en elektroanen gearkomme en rekombinearje, falle de elektroanen nei in leger enerzjynivo en jouwe enerzjy frij yn 'e foarm fan fotonen (fotonen binne wat wy faaks ljocht neame).
De golflingte (kleur) fan it ljocht dat it útstjit wurdt bepaald troch de bandgap-enerzjy fan 'e halfgeleidermaterialen dy't de p- en n-struktueren foarmje.
Sûnt silisium en germanium binne yndirekte bandgap materialen, by keamertemperatuer, de rekombinaasje fan elektroanen en gatten yn dizze materialen is in net-radiative oergong. Sokke transysjes jouwe gjin fotonen frij, mar meitsje enerzjy om yn waarmte-enerzjy. Dêrom kinne silisium- en germaniumdioden gjin ljocht útstjitte (se sille ljocht útstjitte by heul lege spesifike temperatueren, dy't ûnder in spesjale hoeke ûntdutsen wurde moatte, en de helderheid fan it ljocht is net dúdlik).
De materialen dy't brûkt wurde yn ljocht-emittearjende diodes binne allegear direkte bandgap-materialen, sadat de enerzjy frijkomt yn 'e foarm fan fotonen. Dizze ferbeane band-enerzjyen oerienkomme mei de ljochtenerzjy yn 'e near-ynfraread, sichtbere of near-ultraviolet bands.
Dit model simulearret in LED dy't ljocht útstjit yn it ynfrareade diel fan it elektromagnetyske spektrum.
Yn 'e iere stadia fan ûntwikkeling koene ljocht-emittearjende diodes mei galliumarsenide (GaAs) allinich ynfraread as read ljocht útstjitte. Mei de foarútgong fan materiaalwittenskip kinne nij ûntwikkele ljocht-emittearjende diodes ljochtwellen útstjoere mei hegere en hegere frekwinsjes. Tsjintwurdich kinne ljocht-emittearjende diodes fan ferskate kleuren makke wurde.
Diodes wurde meastentiids oanlein op in N-type substraat, mei in laach fan P-type semiconductor dellein op syn oerflak en ferbûn tegearre mei elektroden. P-type substraten binne minder gewoan, mar wurde ek brûkt. In protte kommersjele ljocht-emittearjende diodes, benammen GaN / InGaN, brûke ek saffiersubstraten.
De measte materialen dy't brûkt wurde om LED's te meitsjen hawwe heul hege brekkingsindices. Dit betsjut dat it grutste part fan 'e ljochtwellen werom reflektearre wurde yn it materiaal op' e ynterface mei de loft. Dêrom is ljochtwelle-ekstraksje in wichtich ûnderwerp foar LED's, en in protte ûndersyk en ûntwikkeling is rjochte op dit ûnderwerp.
It wichtichste ferskil tusken LED's (ljocht-emittearjende diodes) en gewoane diodes is har materialen en struktuer, wat liedt ta signifikante ferskillen yn har effisjinsje by it konvertearjen fan elektryske enerzjy yn ljochtenerzjy. Hjir binne wat wichtige punten om te ferklearjen wêrom LED's ljocht kinne útstjitte en gewoane diodes net kinne:
Ferskillende materialen:LEDs brûke III-V semiconductor materialen lykas gallium arsenide (GaAs), gallium phosphide (GaP), gallium nitride (GaN), ensfh Dizze materialen hawwe in direkte bandgap, sadat elektroanen direkt springe en frij fotonen (ljocht). Gewoane dioden brûke meastentiids silisium of germanium, dy't in yndirekte bandgap hawwe, en de elektroanensprong komt benammen foar yn 'e foarm fan waarmte-enerzjy frijlitting, ynstee fan ljocht.
Ferskillende struktuer:De struktuer fan LED's is ûntworpen om ljochtgeneraasje en útstjit te optimalisearjen. LED's foegje gewoanlik spesifike dopanten en laachstruktueren ta by it pn-knooppunt om de generaasje en frijlitting fan fotonen te befoarderjen. Gewoane diodes binne ûntworpen om de rektifikaasjefunksje fan stroom te optimalisearjen en rjochtsje net op 'e generaasje fan ljocht.
Enerzjy bandgap:It materiaal fan 'e LED hat in grutte bandgap-enerzjy, wat betsjut dat de enerzjy dy't troch de elektroanen by de oergong frijkomt heech genôch is om yn' e foarm fan ljocht te ferskinen. De materiële bandgap enerzjy fan gewoane diodes is lyts, en de elektroanen wurde benammen frijlitten yn 'e foarm fan waarmte as se oergong.
Luminescence meganisme:Wannear't de pn-krúspunt fan 'e LED ûnder foarútstriid is, ferpleatse elektroanen fan' e n-regio nei de p-regio, rekombinearje mei gatten, en jouwe enerzjy frij yn 'e foarm fan fotonen om ljocht te generearjen. Yn gewoane diodes is de rekombinaasje fan elektroanen en gatten benammen yn 'e foarm fan net-radiative rekombinaasje, dat is de enerzjy wurdt frijlitten yn' e foarm fan waarmte.
Dizze ferskillen kinne LED's ljocht útjaan by it wurkjen, wylst gewoane diodes net kinne.
Dit artikel komt fan it ynternet en it auteursrjocht heart by de oarspronklike auteur
Post tiid: Aug-01-2024