二極管發(fā)光是什么原理?發(fā)光二極管的基本原理

發(fā)光二極管是由半導(dǎo)體芯片組成，不過這些半導(dǎo)體材料會(huì)預(yù)先通過工業(yè)手段（如注入、摻雜等）產(chǎn)生P、N架構(gòu)。與其它的二極管一樣，在發(fā)光二極管中，電流可以很容易的從P極（俗稱陽(yáng)極）流向N極（俗稱陰極），而不能從相反方向流入。在不同電極電壓的作用下，兩種不同的載流子：空穴和電子也會(huì)從電極流向P/N架構(gòu)。當(dāng)空穴和電子相遇時(shí)產(chǎn)生復(fù)合，電子會(huì)瞬間跌落到較低的能階，與此同時(shí)以光子的模式釋放出能量，這就是我們常說的發(fā)光。

發(fā)光二極管的全稱是：半導(dǎo)體發(fā)光二極管。我們知道，二極管的主要結(jié)構(gòu)就是一個(gè)PN結(jié)，發(fā)光二極管同樣也有一個(gè)PN結(jié)。利用發(fā)光二極管的發(fā)光是通過外電源向PN結(jié)注入電子的方式來發(fā)光的發(fā)光二極管發(fā)光，它發(fā)出的光是熒光。

發(fā)光二極管的發(fā)光原理可以用PN結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)來解釋。制作半導(dǎo)體發(fā)光二極管的材料是重雜的，熱平衡狀態(tài)下的N區(qū)有很多遷移率很高的電子，P區(qū)有較多遷移率較低的空穴。由于PN結(jié)阻擋層的限制，在常態(tài)下，二者不能發(fā)生自然復(fù)合。而當(dāng)給PN結(jié)加以正向電壓時(shí)，溝區(qū)導(dǎo)帶中的電子則可逃過PN結(jié)的勢(shì)壘進(jìn)入到P區(qū)一側(cè)。于是在PN結(jié)附近稍偏于P區(qū)一邊的地方，處于高能態(tài)的電子與空穴相遇時(shí)發(fā)光二極管發(fā)光，便產(chǎn)生發(fā)光復(fù)合。這種發(fā)光復(fù)合所發(fā)出的光屬于自發(fā)輻射，輻射光的波長(zhǎng)決定于材料的禁帶寬度。由于不同材料的禁帶寬度不同，所以由不同材料制成的發(fā)光二極管可發(fā)出不同波長(zhǎng)的光，表現(xiàn)出來就是不同顏色的光。另外，有些材料由于組成和摻雜不同，例如，有的具有很復(fù)雜的能帶結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的還有間接躍遷輻射等，因此有各種各樣的發(fā)光二極管。

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