Диодата што емитува светлина е специјална диода. Како и обичните диоди, диодите што емитуваат светлина се составени од полупроводнички чипови. Овие полупроводнички материјали се претходно имплантирани или допирани за да се произведат p и n структури.
Како и другите диоди, струјата во диодата што емитува светлина може лесно да тече од p пол (анода) до n пол (катода), но не и во спротивна насока. Два различни носители: дупките и електроните течат од електродите до p и n структурите под различни напони на електродите. Кога дупките и електроните се среќаваат и рекомбинираат, електроните паѓаат на пониско енергетско ниво и ослободуваат енергија во форма на фотони (фотоните се она што често го нарекуваме светлина).
Брановата должина (боја) на светлината што ја емитира е одредена од енергијата на бендот на полупроводничките материјали што ги сочинуваат p и n структурите.
Бидејќи силициумот и германиумот се индиректни материјали со бандаж, на собна температура, рекомбинацијата на електроните и дупките во овие материјали е нерадијативна транзиција. Ваквите транзиции не ослободуваат фотони, туку ја претвораат енергијата во топлинска енергија. Затоа, силициумските и германиумските диоди не можат да испуштаат светлина (тие ќе испуштаат светлина при многу ниски специфични температури, кои мора да се детектираат под посебен агол, а осветленоста на светлината не е очигледна).
Материјалите што се користат во диодите што емитуваат светлина се сите материјали со директен пропуст, така што енергијата се ослободува во форма на фотони. Овие енергии на забранети појаси одговараат на светлосната енергија во блиските инфрацрвени, видливите или скоро ултравиолетовите појаси.
Овој модел симулира ЛЕР што емитира светлина во инфрацрвениот дел од електромагнетниот спектар.
Во раните фази на развој, диодите што емитуваат светлина што користат галиум арсенид (GaAs) можеа да емитуваат само инфрацрвена или црвена светлина. Со напредокот на науката за материјалите, ново развиените диоди што емитуваат светлина можат да испуштаат светлосни бранови со повисоки и повисоки фреквенции. Денес, може да се направат диоди што емитуваат светлина со различни бои.
Диодите обично се конструирани на подлога од N-тип, со слој од полупроводник од типот P депониран на неговата површина и поврзан заедно со електроди. Подлогите од типот P се поретки, но исто така се користат. Многу комерцијални диоди што емитуваат светлина, особено GaN/InGaN, исто така користат супстрати од сафир.
Повеќето материјали што се користат за производство на LED диоди имаат многу високи индекси на рефракција. Ова значи дека повеќето од светлосните бранови се рефлектираат назад во материјалот на интерфејсот со воздухот. Затоа, екстракцијата на светлосни бранови е важна тема за LED диоди, а многу истражувања и развој се фокусирани на оваа тема.
Главната разлика помеѓу LED диодите (диоди што емитуваат светлина) и обичните диоди се нивните материјали и структура, што доведува до значителни разлики во нивната ефикасност во претворањето на електричната енергија во светлосна енергија. Еве неколку клучни точки за да се објасни зошто LED диодите можат да емитуваат светлина, а обичните диоди не:
Различни материјали:LED диодите користат III-V полупроводнички материјали како што се галиум арсенид (GaAs), галиум фосфид (GaP), галиум нитрид (GaN), итн. Овие материјали имаат директен пропуст на опсег, дозволувајќи им на електроните директно да скокаат и да ослободуваат фотони (светлина). Во обичните диоди обично се користат силициум или германиум, кои имаат индиректен процеп, а електронскиот скок главно се јавува во форма на ослободување топлинска енергија, наместо светлина.
Различна структура:Структурата на LED диоди е дизајнирана да го оптимизира создавањето и емисијата на светлина. LED диодите обично додаваат специфични допанти и структури на слоеви на pn спојот за да го промовираат генерирањето и ослободувањето на фотони. Обичните диоди се дизајнирани да ја оптимизираат функцијата за исправување на струјата и не се фокусираат на создавањето на светлина.
Енергетски јаз:Материјалот на ЛЕР има голема енергија на bandgap, што значи дека енергијата ослободена од електроните за време на транзицијата е доволно висока за да се појави во форма на светлина. Материјалната енергија на бендот на обичните диоди е мала, а електроните главно се ослободуваат во форма на топлина кога преминуваат.
Механизам на луминисценција:Кога pn-спојот на ЛЕР е под пристрасност нанапред, електроните се движат од регионот n до регионот p, се рекомбинираат со дупки и ослободуваат енергија во форма на фотони за да генерираат светлина. Во обичните диоди, рекомбинацијата на електроните и дупките е главно во форма на нерадијативна рекомбинација, односно енергијата се ослободува во форма на топлина.
Овие разлики овозможуваат LED диоди да емитуваат светлина при работа, додека обичните диоди не можат.
Оваа статија доаѓа од Интернет и авторските права му припаѓаат на оригиналниот автор
Време на објавување: 01.08.2024