Nguyên tắc phát sáng của đèn LED

Tất cảánh sáng làm việc có thể sạc lại, Đèn cắm trại di độngVàĐèn pha đa chức năngSử dụng loại bóng đèn LED. Để hiểu nguyên tắc của DIODE LED, trước tiên để hiểu kiến ​​thức cơ bản về chất bán dẫn. Các tính chất dẫn điện của vật liệu bán dẫn là giữa các dây dẫn và chất cách điện. Các tính năng độc đáo của nó là: khi chất bán dẫn được kích thích bởi điều kiện ánh sáng và nhiệt bên ngoài, khả năng dẫn điện của nó sẽ thay đổi đáng kể; Thêm một lượng nhỏ tạp chất vào chất bán dẫn tinh khiết làm tăng đáng kể khả năng tiến hành điện. Silicon (SI) và Germanium (GE) là chất bán dẫn được sử dụng phổ biến nhất trong các thiết bị điện tử hiện đại và các electron bên ngoài của chúng là bốn. Khi các nguyên tử silicon hoặc germanium tạo thành một tinh thể, các nguyên tử lân cận tương tác với nhau, để các electron bên ngoài được chia sẻ bởi hai nguyên tử, tạo thành cấu trúc liên kết cộng hóa trị trong tinh thể, là một cấu trúc phân tử với rất ít khả năng hạn chế. Ở nhiệt độ phòng (300K), kích thích nhiệt sẽ làm cho một số electron bên ngoài có đủ năng lượng để tách ra khỏi liên kết cộng hóa trị và trở thành electron tự do, quá trình này được gọi là kích thích nội tại. Sau khi electron không bị ràng buộc để trở thành một electron tự do, một vị trí tuyển dụng được để lại trong liên kết cộng hóa trị. Vị trí tuyển dụng này được gọi là một lỗ. Sự xuất hiện của một lỗ là một tính năng quan trọng phân biệt chất bán dẫn với một dây dẫn.

Khi một lượng nhỏ tạp chất pentavalent như phốt pho được thêm vào chất bán dẫn nội tại, nó sẽ có thêm một electron sau khi tạo thành một liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử bán dẫn khác. Electron thêm này chỉ cần năng lượng rất nhỏ để loại bỏ trái phiếu và trở thành một electron miễn phí. Loại chất bán dẫn tạp chất này được gọi là chất bán dẫn điện tử (chất bán dẫn loại N). Tuy nhiên, thêm một lượng nhỏ các tạp chất nguyên tố hóa trị ba (như boron, v.v.) vào chất bán dẫn nội tại, bởi vì nó chỉ có ba electron ở lớp ngoài, sau khi tạo thành một liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử bán dẫn xung quanh, nó sẽ tạo ra một vị trí trống trong tinh thể. Loại chất bán dẫn tạp chất này được gọi là chất bán dẫn lỗ (chất bán dẫn loại P). Khi các chất bán dẫn loại N và loại P được kết hợp, có sự khác biệt về nồng độ của các electron và lỗ tự do tại ngã ba của chúng. Cả hai electron và lỗ hổng đều được khuếch tán về phía nồng độ thấp hơn, để lại phía sau các ion tích điện nhưng bất động phá hủy tính trung lập điện ban đầu của các vùng loại N và loại P. Các hạt tích điện bất động này thường được gọi là điện tích không gian và chúng được cô đặc gần giao diện của các vùng N và P để tạo thành một khu vực rất mỏng của điện tích không gian, được gọi là ngã ba PN.

Khi một điện áp sai lệch phía trước được áp dụng cho cả hai đầu của ngã ba PN (điện áp dương ở một bên của loại P), các lỗ và electron tự do di chuyển xung quanh nhau, tạo ra một điện trường bên trong. Các lỗ mới được tiêm sau đó kết hợp lại với các electron tự do, đôi khi giải phóng năng lượng dư thừa dưới dạng photon, đó là ánh sáng chúng ta thấy được phát ra từ đèn LED. Phổ như vậy tương đối hẹp và vì mỗi vật liệu có khoảng cách dải khác nhau, nên bước sóng của các photon phát ra là khác nhau, do đó, màu của đèn LED được xác định bởi các vật liệu cơ bản được sử dụng.