LED gaismas princips

Visiuzlādējama darba gaisma, pārnēsājama kempinga gaismaundaudzfunkcionāls priekšējais lukturisizmantojiet LED spuldzes tipu.Lai izprastu diodes vadīšanas principu, vispirms jāsaprot pamatzināšanas par pusvadītājiem.Pusvadītāju materiālu vadošās īpašības ir starp vadītājiem un izolatoriem.Tā unikālās īpašības ir: kad pusvadītāju stimulē ārējie gaismas un siltuma apstākļi, tā vadītspēja būtiski mainīsies;Neliela daudzuma piemaisījumu pievienošana tīram pusvadītājam ievērojami palielina tā spēju vadīt elektrību.Silīcijs (Si) un germānija (Ge) ir visbiežāk izmantotie pusvadītāji mūsdienu elektronikā, un to ārējie elektroni ir četri.Kad silīcija vai germānija atomi veido kristālu, blakus esošie atomi mijiedarbojas viens ar otru, tā ka ārējie elektroni kļūst kopīgi ar diviem atomiem, kas kristālā veido kovalentās saites struktūru, kas ir molekulāra struktūra ar nelielu ierobežošanas spēju.Istabas temperatūrā (300K) termiskā ierosme dažiem ārējiem elektroniem liks iegūt pietiekami daudz enerģijas, lai atrautos no kovalentās saites un kļūtu par brīviem elektroniem. Šo procesu sauc par iekšējo ierosmi.Pēc tam, kad elektrons nav saistīts, lai kļūtu par brīvu elektronu, kovalentajā saitē tiek atstāta brīva vieta.Šo vakanci sauc par caurumu.Cauruma izskats ir svarīga iezīme, kas atšķir pusvadītāju no vadītāja.

Ja iekšējam pusvadītājam pievieno nelielu daudzumu piecvērtīga piemaisījuma, piemēram, fosfora, pēc kovalentās saites izveidošanas ar citiem pusvadītāju atomiem tam būs papildu elektrons.Šim papildu elektronam ir nepieciešama tikai ļoti maza enerģija, lai atbrīvotos no saites un kļūtu par brīvu elektronu.Šāda veida piemaisījumu pusvadītājus sauc par elektronisko pusvadītāju (N veida pusvadītāju).Taču, pievienojot iekšējam pusvadītājam nelielu daudzumu trīsvērtīgu elementu piemaisījumu (piemēram, bora u.c.), jo tā ārējā slānī ir tikai trīs elektroni, pēc kovalentās saites izveidošanas ar apkārtējiem pusvadītāju atomiem radīsies vakance. kristālā.Šāda veida piemaisījumu pusvadītājus sauc par caurumu pusvadītāju (P veida pusvadītāju).Apvienojot N tipa un P tipa pusvadītājus, rodas atšķirība brīvo elektronu un caurumu koncentrācijā to savienojuma vietās.Gan elektroni, gan caurumi tiek izkliedēti uz zemāku koncentrāciju, atstājot aiz sevis lādētus, bet nekustīgus jonus, kas iznīcina N tipa un P tipa reģionu sākotnējo elektrisko neitralitāti.Šīs nekustīgās uzlādētās daļiņas bieži sauc par kosmosa lādiņiem, un tās ir koncentrētas netālu no N un P reģionu saskarnes, veidojot ļoti plānu kosmosa lādiņa reģionu, ko sauc par PN savienojumu.

Kad abos PN savienojuma galos tiek pielikts tiešās nobīdes spriegums (pozitīvs spriegums P veida vienai pusei), caurumi un brīvie elektroni pārvietojas viens ap otru, radot iekšējo elektrisko lauku.Tikko ievadītie caurumi pēc tam rekombinējas ar brīvajiem elektroniem, dažkārt atbrīvojot lieko enerģiju fotonu veidā, kas ir gaisma, ko mēs redzam, izstarot gaismas diodes.Šāds spektrs ir salīdzinoši šaurs, un, tā kā katram materiālam ir atšķirīga joslas sprauga, izstarojošo fotonu viļņu garumi ir atšķirīgi, tāpēc gaismas diožu krāsas nosaka izmantotie pamatmateriāli.