转载--互联网电子电路2015-09-06 23:17

发光二极管，通常被称为LED,是电子世界里真正的无名英雄。他们做了很多不同的工作，可以在各种设备上看到。

基本上，发光二极管只是一个小灯泡。但与普通的白炽灯泡不同，发光二极管没有灯丝，也不会特别热。它只是由半导体材料中的电子运动发光。

二极管是什么？

二极管是半导体设备中最常见的设备之一。大多数半导体是由混合半导体材料（原子和其他物质）制成的。发光二极管导体材料通常是铝砷化作物。在纯铝砷化作物中，所有原子都与邻居完美结合，没有留下自由电子连接电流。在混合物中，额外的原子改变电平衡，要么增加自由电子，要么创造电子可以通过的空穴。这两种额外的条件使材料更具传导性。带有额外电子的半导体称为N型半导体，因为它有额外的负电粒子，所以在N在型半导体材料中，自由电子从负电区流向正电区。带有额外电子空穴的半导体称为P由于正电粒子，型半导体。电子可以从另一个电子空穴跳到另一个电子空穴，从负电区流向正电区。

因此，电子空穴本身表明它从正电区流向负电区。二极管由正电区流向负电区。N和P类型半导体材料组合，每端都有电子。这种排列使电流只能从一个方向流动。当没有电压通过二极管时，电子沿着过渡层之间的交汇处从N半导体流动P半导体形成损耗区。在损耗区，半导体物质将恢复到原来的绝缘状态——所有这些电子洞穴都将被填满，所有没有自由电子或电子真空区域和电流无法流动。

为了消除损耗区，必须使用N型向P类型移动和空穴应反向移动。连接二极管以达到目的N一方到电流的负极和P类型连接到电流的正极。N类型物质的自由电子被负极电子排斥和吸引正极电子。P类型物质中的电子孔移动到另一个方向。当电压足够高时，损耗区的电子将在其电子孔中自由移动。损耗区消失，电流通过二极管。

若试图将电流流向其他方向流动，P型端接收电流负极和N当电流连接到正极时，电流不会流动。N负极电子被正极电子吸引。P正极电子空穴被负极电子吸引。由于电子空穴和电子都向错误的方向移动，因此没有电流通过汇合处流动，损耗区增加。

为什么二极管会发光？

光是一种能量形式，一种可以被原子释放。它由许多有能量和动力但没有质量的小颗粒组成。这些粒子被称为光子，是光的最基本的单位。光子被释放出来是因为电子运动。在原子中，电子以轨道的形式在原子周围移动。电子在不同的轨道函数中有不同的能量。一般来说，能量较大的电子通过轨道移动远离核心。当电子从更低的轨道跳到更高的轨道时，能量水平就会增加。相反，当电子从更高的轨道函数下降到更低的轨道函数时，电子就会释放能量。能量是以光子的形式释放出来的。更高能量下降释放更高能量的光子的特点是其高频率。

自由电子从P类型层通过二极管落入空的电子孔中。这包括从传导带到较低的轨道函数，因此电子以光子的形式释放能量。这发生在任何二极管中。当二极管由某种物质组成时，您只能看到光子。例如，当电子跌落到相对较短的距离时，标准硅二极管的原子就是这样排列的。因此，人们的眼睛看不到电子频率如此之低。

可见光发光二极管，如数字显示时钟，间隙的大小决定了光子的频率，换句话说，决定了光的颜色。当所有的二极管都发光时，大多数都不是很有效。在普通的二极管中，半导体材料本身吸引了大量的光能。发光二极管是由塑料灯泡覆盖的，集中在一个特定的方向。

发光二极管比传统的白炽灯有几个优点。首先是发光二极管没有灯丝会烧坏，所以寿命更长。此外，发光二极管的小塑性灯泡使发光二极管更耐用。它也可以更容易地适用于当前的电子电路。传统白炽灯的发光过程包括产生大量热量。这完全是浪费能源。除非你把灯当作加热器，否则大多数有效电流不会直接产生可见光。发光二极管发出的热量很少。相对而言，直接发光的电能越多，对电能的需求就越大。

到目前为止，由于它是由先进的半导体材料制成的，发光二极管在大多数照明应用中仍然过于昂贵。在过去的10年里，半导体设备的价格大幅下降。然而，在更广泛的应用下，发光二极管是一个更具成本效益的照明选择。在不久的将来，发光二极管将在世界技术中发挥更大的作用。