Wprowadzenie światła widzialnego

Diody emitujące światło są powszechnie używanymi urządzeniami emitującymi światło, które emitują energię poprzez rekombinację elektronów i otworów, aby emitować światło. Są szeroko stosowane w dziedzinie oświetlenia. [1] Diody emitujące światło mogą skutecznie przekształcić energię elektryczną w energię światła i mieć szeroki zakres zastosowań we współczesnym społeczeństwie, takich jak oświetlenie, wyświetlacze płaskich paneli i urządzenia medyczne. [2]

Tego rodzaju elementy elektroniczne pojawiły się już w 1962 roku. Na początku mogli jedynie emitować czerwone światło o niskim luminancji. Później opracowano inne monochromatyczne wersje. Światło, które można dziś emitować, rozprzestrzeniło się na światło widzialne, podczerwień i światło ultrafioletowe, a jasność również wzrosła w znacznym stopniu. Jasność. Zastosowanie zostało również użyte jako światła wskaźnika, panele wyświetlające itp.; Przy ciągłym postępie technologii diody emitujące światło były szeroko stosowane w wyświetlaczach i oświetleniu.

Podobnie jak zwykłe diody, diody emitujące światło składają się ze połączenia PN, a także mają jednokierunkową przewodność. Gdy napięcie do przodu jest przyłożone do diody emitującej światło, otwory wstrzyknięte z obszaru P do obszaru N i elektrony wstrzyknięte z obszaru N do obszaru P mają odpowiednio kontakt z elektronami w obszarze N, a pustki w obszarze P w odległości kilku mikronów PN. Otwory rekombinują i wytwarzają spontaniczną fluorescencję emisji. Stany energetyczne elektronów i otworów w różnych materiałach półprzewodników są różne. Kiedy elektrony i otwory rekombinują, uwalniana energia jest nieco inna. Im więcej energii uwolniono, tym krótsza długość fali emitowanego światła. Powszechnie stosowane są diody, które emitują czerwone, zielone lub żółte światło. Napięcie rozkładu odwrotnego diody emitujące światło jest większe niż 5 woltów. Jego krzywa charakterystyczna do przodu Volt-Ampere jest bardzo stroma i musi być używana szeregowo z rezystorem ograniczającym prąd, aby kontrolować prąd przez diodę.

Podstawową częścią diody emitującej światło jest wafel złożony z półprzewodnika typu P i półprzewodnikowego typu N. Istnieje warstwa przejściowa między półprzewodnikiem typu P a półprzewodnikiem typu N, który nazywa się połączeniem PN. W połączeniu PN niektórych materiałów półprzewodników, gdy wstrzyknięci nośnikami mniejszościowymi i większość nosicieli rekombinacji nadmiar energii jest uwalniana w postaci światła, tym samym bezpośrednio przekształcając energię elektryczną w energię światła. Przy odwróconym napięciu przyłożonym do połączenia PN trudno jest wstrzyknąć nośniki mniejszościowe, aby nie emitować światła. Gdy jest w pozytywnym stanie roboczym (to znaczy napięcie dodatnie jest stosowane do obu końców), gdy prąd przepływa z anody LED do katody, kryształ półprzewodnikowy emituje światło różnych kolorów od ultrafioletu do podczerwieni. Intensywność światła jest związana z prądem.