Light-emitting Diode ass eng speziell Diode. Wéi gewéinlech Dioden, besteet d'Liichtemittéierdioden aus Halbleiterchips. Dës semiconductor Materialien sinn pre-implanted oder dotéiert p an n Strukturen ze produzéieren.
Wéi aner Dioden kann de Stroum an der Liichtdiode einfach vum p-Pol (Anode) an den n-Pol (Kathode) fléien, awer net an der entgéintgesate Richtung. Zwee verschidden Träger: Lächer an Elektronen fléissen vun den Elektroden op d'p an n Strukturen ënner verschiddene Elektrodenspannungen. Wann d'Lächer an d'Elektronen sech treffen a rekombinéieren, falen d'Elektronen op e méi nidderegen Energieniveau a befreien Energie a Form vu Photonen (Fotone si wat mir dacks Liicht nennen).
D'Wellelängt (Faarf) vum Liicht dat et emittéiert gëtt vun der Bandgap-Energie vun den Hallefleitmaterialien festgeluecht, déi d'p an n Strukturen ausmaachen.
Zënter Silizium an Germanium sinn indirekt Bandgap Materialien, bei Raumtemperatur, ass d'Rekombinatioun vun Elektronen a Lächer an dëse Materialien en net-stralungsräichen Iwwergang. Esou Iwwergäng befreien keng Photonen, mä konvertéieren Energie an Hëtztenergie. Dofir kënne Silizium- a Germaniumdioden net Liicht emittéieren (si wäerte Liicht bei ganz nidderegen spezifeschen Temperaturen ausstrahlen, déi an engem spezielle Wénkel erkannt musse ginn, an d'Hellegkeet vum Liicht ass net offensichtlech).
D'Materialien, déi a Liichtdioden benotzt ginn, sinn all direkt Bandgapmaterialien, sou datt d'Energie a Form vu Photonen entlooss gëtt. Dës verbueden Bandenergie entspriechen der Liichtenergie an de bal Infrarout, sichtbar oder bal ultraviolet Bands.
Dëse Modell simuléiert eng LED déi Liicht am Infraroutdeel vum elektromagnetesche Spektrum emittéiert.
An de fréie Stadien vun der Entwécklung konnten d'Liichtdiode mat Galliumarsenid (GaAs) nëmmen Infrarout oder rout Liicht emittéieren. Mat dem Fortschrëtt vun der Materialwëssenschaft kënnen nei entwéckelt Liichtdioden Liichtwellen mat méi héijer a méi héije Frequenzen ausstoen. Haut kënne Liichtdioden vu verschiddene Faarwen gemaach ginn.
Diode ginn normalerweis op engem N-Typ Substrat gebaut, mat enger Schicht vu P-Typ Hallefleit op senger Uewerfläch deposéiert a mat Elektroden verbonnen. P-Typ Substrate si manner heefeg, awer ginn och benotzt. Vill kommerziell Liichtdioden, besonnesch GaN / InGaN, benotzen och Saphirsubstrater.
Déi meescht Materialien, déi benotzt gi fir LEDs ze maachen, hu ganz héich refraktiv Indizes. Dëst bedeit datt déi meescht vun de Liichtwellen zréck an d'Material op der Interface mat der Loft reflektéiert ginn. Dofir ass d'Liichtwellenextraktioun e wichtegt Thema fir LEDs, a vill Fuerschung an Entwécklung ass op dëst Thema fokusséiert.
Den Haaptunterschied tëscht LEDs (Liichtemittéierdioden) an gewéinleche Dioden ass hir Materialien a Struktur, wat zu bedeitende Differenzen an hirer Effizienz féiert beim Ëmwandlung vun elektresch Energie a Liichtenergie. Hei sinn e puer Schlësselpunkte fir z'erklären firwat LEDs Liicht kënne emittéieren an normal Dioden net:
Verschidde Materialien:LEDs benotzen III-V Hallefleitmaterialien wéi Galliumarsenid (GaAs), Galliumphosphid (GaP), Galliumnitrid (GaN), asw.. Dës Materialien hunn en direkten Bandgap, wat erlaabt Elektronen direkt ze sprangen an Fotonen (Liicht) ze befreien. Gewéinlech Dioden benotzen normalerweis Silizium oder Germanium, déi en indirekte Bandgap hunn, an den Elektronesprang geschitt haaptsächlech a Form vun der Hëtztenergie Verëffentlechung, anstatt Liicht.
Verschidde Struktur:D'Struktur vun LEDs ass entwéckelt fir d'Liichtgeneratioun an d'Emissioun ze optimiséieren. LEDs addéieren normalerweis spezifesch Dotanten a Schichtstrukturen am pn-Kräizung fir d'Generatioun an d'Verëffentlechung vu Photonen ze förderen. Gewéinlech Dioden sinn entwéckelt fir d'Rectifizéierungsfunktioun vum Stroum ze optimiséieren an konzentréieren sech net op d'Generatioun vu Liicht.
Energie Bandgap:D'Material vun der LED huet eng grouss Bandgap-Energie, dat heescht datt d'Energie, déi vun den Elektronen während dem Iwwergang fräigelooss gëtt, héich genuch ass fir a Form vu Liicht ze erschéngen. D'Material Bandgap Energie vun gewéinleche Dioden ass kleng, an d'Elektronen ginn haaptsächlech a Form vun Hëtzt fräigelooss wann se iwwerginn.
Lumineszenz Mechanismus:Wann de pn Kräizung vun der LED ënner Forward Bias ass, réckelen d'Elektronen aus der n Regioun an d'p Regioun, rekombinéiere mat Lächer a befreien Energie a Form vu Photonen fir Liicht ze generéieren. An gewéinleche Dioden ass d'Rekombinatioun vun Elektronen a Lächer haaptsächlech a Form vun net-strahlungsrekombinéierter Rekombinatioun, dat heescht d'Energie gëtt a Form vun Hëtzt fräigelooss.
Dës Differenzen erlaben d'LEDs Liicht ze emittéieren wann se schaffen, während normal Dioden net kënnen.
Dësen Artikel kënnt vum Internet an de Copyright gehéiert dem originalen Auteur
Post Zäit: Aug-01-2024