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LED的结构及发光原理

作者:编辑 徐云鑫 发布时间:2009-02-17 点击:2299 我要评论 评论条数:0

50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识,第一个商用二极管(LED)产生于1960年。它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好。

一、基本结构图如下

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发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为p-n结。

二、发光原理

2、图3表示p-n结未知电压是构成一定的势垒;当加正向偏置时势垒下降,p区和n区的多数载流子向对方扩散。由于电子迁移率μ比空穴迁移率大得多,出现大量电子向P区扩散,构成对P区少数载流子的注入。这些电子与价带上的空穴复合,复合时得到的能量以光能的形式释放,从而把电能直接转换为光能。这就是P-N结发光的原理。p-n结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。  

 

 

             图2                                 3

 

 

发光的波长λ或频率取决于选用的半导体材料的能隙Eg(单位为电子伏即eV)。λ=hc/(qEg)=1240/Eg (nm)

为了提高载流子注入效率,可以采用异质结,异质结的电子和空穴具有不同高度的势垒,光辐射时不发生光的吸收,减少了光能的损失。

 

 

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