LED 发光二极管工作原理、特性及应用半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称 LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等
事实上,数码管、符号管、米字管及矩阵管中得每个发光单元都就是一个发光二极管
ﻫ一、 半导体发光二极管工作原理、特性及应用ﻫ(一)LED发光原理发光二极管就是由Ⅲ-Ⅳ 族化合物,如 G aA s(砷化镓)、 GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成得,其核心就是 PN 结
因此它具有一般P-N 结得 I—N 特性,即正向导通,反向截止、击穿特性
此外,在一定条件下,它还具有发光特性
在正向电压下,电子由 N 区注入P区,空穴由P 区注入N区
进入对方区域得少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光,如图1所示
ﻫﻫ假设发光就是在 P 区中发生得,那么注入得电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后,再与空穴复合发光
除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获,而后再与空穴复合,每次释放得能量不大,不能形成可见光
发光得复合量相对于非发光复合量得比例越大,光量子效率越高
由于复合就是在少子扩散区内发光得,所以光仅在靠近 PN 结面数 μm 以内产生
理论与实践证明,光得峰值波长λ 与发光区域得半导体材料禁带宽度E g 有关,即 λ≈1240/Eg(m m)式中 Eg 得单位为电子伏特(eV)
若能产生可见光(波长在 380nm 紫光~780 n m 红光),半导体材料得 Eg 应在3、2 6~1、63 e V 之间
比红光波长长得光为红外光
现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管,但其中蓝光二极管成本、价格很高,使用不普遍
ﻫ(二)LED 得特性ﻫ1
极限参数得意义)ﻫ1(允许功耗 Pm:允许加于L ED 两端正向直流电压与流过它得电流之积得最大值