Einführung in sichtbares Licht

Leichtemittierende Dioden werden üblicherweise verwendete lichtemittierende Geräte, die Energie durch die Rekombination von Elektronen und Löchern emittieren, um Licht zu emittieren. Sie werden im Feld der Beleuchtung weit verbreitet. [1] Lichtemittierende Dioden können die elektrische Energie effizient in Lichtenergie umwandeln und eine breite Palette von Verwendungsmöglichkeiten in der modernen Gesellschaft wie Beleuchtung, Flachfeld-Displays und medizinischen Geräten aufweisen. [2]

Diese Art von elektronischen Komponenten erschien bereits 1962. In den frühen Tagen konnten sie nur rotes Licht mit geringer Leuchtdichte abgeben. Später wurden andere monochromatische Versionen entwickelt. Das Licht, das heute emittiert werden kann, hat sich auf sichtbares Licht, Infrarot- und Ultraviolettlicht ausgebreitet, und die Leuchtkraft hat ebenfalls in erheblichem Maße zugenommen. Die Leuchtkraft. Die Verwendung wurde auch als Indikatorlichter, Anzeigeplatten usw. Verwendet; Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie wurden lichtemittierende Dioden bei Displays und Beleuchtung weit verbreitet.

Wie gewöhnliche Dioden bestehen lichtemittierende Dioden aus einer PN-Übergang und haben auch eine unidirektionale Leitfähigkeit. Wenn die Vorwärtsspannung auf die lichtemittierende Diode aufgetragen wird, befinden sich die vom p-Bereich injizierten Löcher und die vom N-Bereich in die P-Bereich injizierten Elektronen jeweils mit den Elektronen im Bereich der N und den Hohlräumen im P-Bereich innerhalb weniger Mikrometer der PN-Kreuzung. Die Löcher rekombinieren und produzieren spontane Emissionsfluoreszenz. Die Energiezustände von Elektronen und Löchern in verschiedenen Halbleitermaterialien sind unterschiedlich. Wenn Elektronen und Löcher sich rekombinieren, ist die freigesetzte Energie etwas anders. Je mehr Energie freigesetzt wurde, desto kürzer die Wellenlänge des emittierten Lichts. Häufig verwendete Dioden, die rotes, grünes oder gelbes Licht emittieren. Die umgekehrte Breakdown-Spannung der lichtemittierenden Diode beträgt größer als 5 Volt. Seine Vorwärtsvolt-Ampere-charakteristische Kurve ist sehr steil und muss in Reihe mit einem Stromlimitwiderstand verwendet werden, um den Strom durch die Diode zu steuern.

Der Kernteil der lichtemittierenden Diode ist ein Wafer, der aus einem P-Typ-Halbleiter und einem Halbleiter vom N-Typ besteht. Es gibt eine Übergangsschicht zwischen dem P-Typ-Halbleiter und dem N-Typ-Halbleiter, der als PN-Übergang bezeichnet wird. In der PN -Übergang bestimmter Halbleitermaterialien wird die überschüssige Energie in Form von Licht freigesetzt, wenn die injizierten Minderheitsträger und die Mehrheitsträger rekombinieren, wodurch die elektrische Energie direkt in Lichtenergie umgewandelt wird. Bei der auf den PN -Übergang angelegten Reversspannung ist es schwierig, Minderheitenträger zu injizieren, sodass es kein Licht emittiert. Wenn es sich in einem positiven Arbeitszustand befindet (dh eine positive Spannung auf beide Enden angewendet), emittiert der Strom von der LED -Anode zur Kathode, der Halbleiterkristall leuchtet das Licht unterschiedlicher Farben von Ultraviolett bis Infrarot. Die Intensität des Lichts hängt mit dem Strom zusammen.