转载--互联网电子电路2015-09-06 23:17

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（原子等物质）制成的。发光二极管的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。在杂物中，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。由于它含有额外的负电粒子，自由电子从负电区流向正电区。由于带有正电粒子，带有额外电子空穴的半导体称为P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N型半导体材料和P型半导体材料组成，每端都有电子材料。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，电子从N型半导体流向P型半导体，从而形成损耗区。在损失区域，半导体物质将恢复到其原始绝缘状态——所有这些电子洞穴都将被填充，所有没有自由电子或电子真空区域和电流无法流动。

N型必须向P型移动，空穴应反向移动，才能去除损耗区。为了达到目的，连接二极管N型到电流的负极和P型连接到电流的正极。此时，N型物质的自由电子将被负极电子排斥和吸引正极电子。电子空穴在P型物质中移动到另一个方向。当电压在电子之间足够高时，损耗区的电子将在电子空穴中和再次自由移动。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当电流不会流动时，型端将电流负极与N型连接到正极。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，一种能被原子释放。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，是光的最基本单位。由于电子是因为电子运动。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，能量更大的电子通过轨道移动远离核。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，它会释放能量。能量以光子的形式释放。能量下降释放能量较高的光子，其特点在于其高频率。

自由电子通过二极管从P型层落入空的电子空穴。这包含从传导带跌落到一个更低的轨函数，所以电子就是以光子形式释放能量。这种情况发生在任何二极管中，当二极管由某种物质组成时，你只能看到光子。以这种方式排列标准硅二极管的原子，如电子跌落到相对短距离的原子。因此，由于电子频率如此之低，人的眼睛是看不见的。

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。

与传统的白炽灯相比，发光二极管有几个优点。第一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。除非你用灯作为发热器，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。