LED發(fā)光二極管基礎知識(結(jié)構(gòu)_符號_特性_優(yōu)缺點)

　　眾所周知，發(fā)光二極管（LED）是最好的光電器件之一。當器件的內(nèi)部二極管結(jié)達到正向電流或電壓時，該器件能夠發(fā)出相當窄的可見或不可見光帶寬。LED發(fā)出的可見光通常為橙色，紅色，黃色或綠色。不可見光包括紅外光。該器件的最大優(yōu)點是其高光功率轉(zhuǎn)換效率。也就是說，效率幾乎是簡單鎢燈的50倍。還已知LED的響應時間在0.1微秒的范圍內(nèi)非?？?，而鎢燈的響應時間為100毫秒。由于這些優(yōu)點，該設備廣泛應用作為視覺指標和跳舞燈光顯示。

　　我們知道PN結(jié)可以將吸收的光能連接到其比例電流中。這里反過來相同的過程。也就是說，當PN能量施加在其上時，PN結(jié)發(fā)光。這種現(xiàn)象通常稱為電致發(fā)光，其可以定義為在電場的影響下來自半導體的光發(fā)射。當電子從N區(qū)交叉并與P區(qū)中存在的空穴重新結(jié)合時，電荷載流子在正向PN結(jié)中重新組合。自由電子處于能級的導帶中，而空穴位于價能帶中。因此，空穴的能級將小于電子的能級。必須消耗一部分能量以重新組合電子和空穴。

　　電子以硅和鍺二極管的熱量形式耗散能量。但是在砷化鎵 - 磷（GaAsP）和鎵 - 磷（GaP）半導體中，電子通過發(fā)射光子來耗散能量。如果半導體是半透明的，則結(jié)在發(fā)射時成為光源，因此成為發(fā)光二極管（LED）。但是當結(jié)被反向偏置時，LED不會產(chǎn)生光，相反，器件也可能被損壞。

　　LED發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)圖如下所示

　　可以使用上面列出的所有半導體。在襯底上生長N型外延層，并通過擴散產(chǎn)生P區(qū) 。包括電荷載流子復合的P區(qū)域顯示為頂部。因此，P區(qū)成為器件表面。為了允許發(fā)射更多的表面區(qū)域，在P層的外邊緣處形成金屬陽極連接。為了使光盡可能地朝向裝置的表面反射，將金膜施加到表面底部。該設置還能夠提供陰極連接。通過將穹頂鏡片包括在裝置中來解決重吸收問題。通過包住設備來保護設備的電子電路中的所有電線。器件發(fā)出的光取決于所用半導體材料的類型。通過使用砷化鎵（GaAs）作為半導體產(chǎn)生紅外光。通過使用砷化鎵 - 磷（GaAsP）作為半導體產(chǎn)生紅光或黃光。通過使用鎵 - 磷（GaP）作為半導體產(chǎn)生紅光或綠光。

　　LED電路符號

　　LED的電路符號由兩個箭頭標記組成，表示二極管發(fā)出的輻射。

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