Svjetlosni princip LED -a

Svepunjenje radnog svjetla, Prijenosno svjetlo za kampiranjeimultifunkcionalna prednja svjetlaKoristite LED tipu žarulje. Da biste razumjeli princip diode, prvo da bismo razumjeli osnovno znanje poluvodiča. Provodljiva svojstva poluvodičkih materijala su između vodiča i izolatora. Njegove jedinstvene osobine su: kada poluvodič stimulira vanjsku svjetlost i toplinsku uvjetu, njegova će se vodljiva sposobnost značajno promijeniti; Dodavanje malih količina nečistoća čistom poluvodiču značajno povećava njegovu sposobnost provođenja električne energije. Silicij (SI) i germanij (GE) najčešće su korišteni poluvodiči u modernoj elektronici, a njihovi vanjski elektroni su četiri. Kad silicijski ili germanijski atomi formiraju kristal, susjedni atomi međusobno djeluju, tako da vanjski elektroni postaju dijeljenje dva atoma, što tvori kovalentnu strukturu veze u kristalu, što je molekularna struktura s malo ograničenja. Na sobnoj temperaturi (300k), toplinska pobuda će učiniti da neki vanjski elektroni dobiju dovoljno energije da se odvoje od kovalentne veze i postanu slobodni elektroni, ovaj se postupak naziva intrinzična pobuda. Nakon što je elektron nepovezano postati slobodni elektron, u kovalentnoj vezi ostavlja se slobodno mjesto. Ovo se slobodno mjesto naziva rupa. Izgled rupe je važno obilježje koje razlikuje poluvodič od vodiča.

Kada se mala količina pentavalentne nečistoće, poput fosfora, dodaje unutarnjem poluvodiču, imat će dodatni elektron nakon što formira kovalentnu vezu s drugim atomima poluvodiča. Ovaj dodatni elektron treba samo vrlo malu energiju da se riješi veze i postane slobodan elektron. Ova vrsta poluvodiča nečistoće naziva se elektronički poluvodič (N-Type Semiconductor). Međutim, dodajući malu količinu trivalentnih elementarnih nečistoća (poput borona itd.) U intrinzični poluvodič, jer ima samo tri elektrona u vanjskom sloju, nakon što je formirao kovalentnu vezu s okolnim atomima poluvodiča, stvorit će slobodno mjesto u kristalu. Ovakav poluvodič nečistoće naziva se rupa poluvodiča (P-tip poluvodiča). Kada se kombiniraju poluvodiči N-tipa i P-tipa, postoji razlika u koncentraciji slobodnih elektrona i rupa na njihovom spoju. I elektroni i rupe su difuzni prema donjoj koncentraciji, ostavljajući iza sebe nabijene, ali nepokretne ione koji uništavaju izvornu električnu neutralnost regija N-tipa i P-tipa. Ove nepokretne nabijene čestice često se nazivaju svemirskim nabojima, a koncentrirane su u blizini sučelja N i P regija kako bi tvorile vrlo tanku regiju svemirskog naboja, koja je poznata kao PN spoj.

Kad se napon za pristranost prema naprijed primijeni na oba kraja PN spoja (pozitivan napon na jednu stranu p-tipa), rupe i slobodni elektroni se kreću jedna oko druge, stvarajući unutarnje električno polje. Novonodno ubrizgane rupe zatim se rekombiniraju sa slobodnim elektronima, ponekad oslobađajući višak energije u obliku fotona, što je svjetlost koju vidimo emitiraju LED. Takav je spektar relativno uzak, a budući da svaki materijal ima različit jaz, valne duljine fotona koji se emitiraju različite su, pa su boje LED -a određene osnovnim korištenim materijalima.