Когда электроны и дырки рекомбинируют, они могут излучать видимый свет, поэтому их можно использовать для изготовления светоизлучающих диодов. Используются в качестве световых индикаторов в цепях и приборах или состоят из текстовых или цифровых дисплеев. Диоды из арсенида галлия излучают красный свет, диоды из фосфида галлия излучают зеленый свет, диоды из карбида кремния излучают желтый свет, а диоды из нитрида галлия излучают синий свет. По химическим свойствам он делится на органический светодиод OLED и неорганический светодиод LED.
Светоизлучающие диоды - это широко используемые светоизлучающие устройства, которые излучают энергию за счет рекомбинации электронов и дырок для излучения света. Они широко используются в области освещения. [1] Светодиоды могут эффективно преобразовывать электрическую энергию в энергию света и находят широкое применение в современном обществе, например, для освещения, плоских дисплеев и медицинских устройств. [2]
Такие электронные компоненты появились еще в 1962 году. В первые дни они могли излучать только красный свет низкой яркости. Позже были разработаны и другие однотонные версии. Свет, который можно излучать сегодня, распространился на видимый свет, инфракрасный и ультрафиолетовый свет, и светимость также значительно увеличилась. Светимость. Использование также использовалось в качестве световых индикаторов, панелей отображения и т. Д .; с непрерывным развитием технологий светодиоды широко используются в дисплеях и освещении.
Как и обычные диоды, светодиоды состоят из PN-перехода и имеют однонаправленную проводимость. Когда на светодиод подается прямое напряжение, дырки, инжектированные из области P в область N, и электроны, инжектированные из области N в область P, контактируют соответственно с электронами в области N и пустотами. в области P в пределах нескольких микрон от PN-перехода. Дырки рекомбинируют и производят спонтанную эмиссионную флуоресценцию. Энергетические состояния электронов и дырок в разных полупроводниковых материалах различны. При рекомбинации электронов и дырок выделяется несколько иная энергия. Чем больше высвобождается энергии, тем короче длина волны излучаемого света. Обычно используются диоды, излучающие красный, зеленый или желтый свет. Обратное напряжение пробоя светодиода больше 5 вольт. Его прямая вольт-амперная характеристика очень крутая, и его необходимо использовать последовательно с токоограничивающим резистором для управления током через диод.
Основная часть светодиода представляет собой пластину, состоящую из полупроводника P-типа и полупроводника N-типа. Существует переходный слой между полупроводником P-типа и полупроводником N-типа, который называется PN-переходом. В PN-переходе некоторых полупроводниковых материалов, когда инжектированные неосновные носители и основные носители рекомбинируют, избыточная энергия высвобождается в виде света, тем самым непосредственно преобразуя электрическую энергию в энергию света. При обратном напряжении, приложенном к PN-переходу, инжекция неосновных носителей затруднена, поэтому он не излучает свет. Когда он находится в положительном рабочем состоянии (то есть к обоим концам приложено положительное напряжение), при протекании тока от анода светодиода к катоду полупроводниковый кристалл излучает свет разных цветов от ультрафиолетового до инфракрасного. Интенсивность света связана с током.