Egwyddor luminous LED

Phob uny golau gwaith y gellir ei ailwefru, Golau gwersylla cludadwyaheadlamp amlswyddogaetholDefnyddiwch y math bwlb LED. Er mwyn deall egwyddor Deuod LED, yn gyntaf i ddeall gwybodaeth sylfaenol lled -ddargludyddion. Mae priodweddau dargludol deunyddiau lled -ddargludyddion rhwng dargludyddion ac ynysyddion. Ei nodweddion unigryw yw: Pan fydd y lled -ddargludydd yn cael ei ysgogi gan olau allanol ac amodau gwres, bydd ei allu dargludol yn newid yn sylweddol; Mae ychwanegu ychydig bach o amhureddau at lled -ddargludydd pur yn cynyddu ei allu i gynnal trydan yn sylweddol. Silicon (SI) a Germaniwm (GE) yw'r lled -ddargludyddion a ddefnyddir amlaf mewn electroneg fodern, ac mae eu electronau allanol yn bedwar. Pan fydd atomau silicon neu germaniwm yn ffurfio grisial, mae atomau cyfagos yn rhyngweithio â'i gilydd, fel bod yr electronau allanol yn cael eu rhannu gan y ddau atom, sy'n ffurfio'r strwythur bond cofalent yn y grisial, sy'n strwythur moleciwlaidd heb fawr o allu cyfyngiad. Ar dymheredd yr ystafell (300K), bydd cyffro thermol yn gwneud i rai electronau allanol gael digon o egni i dorri i ffwrdd o'r bond cofalent a dod yn electronau rhydd, gelwir y broses hon yn gyffro cynhenid. Ar ôl i'r electron ddod yn ddi -rwym i ddod yn electron rhydd, gadewir swydd wag yn y bond cofalent. Gelwir y swydd wag hon yn dwll. Mae ymddangosiad twll yn nodwedd bwysig sy'n gwahaniaethu lled -ddargludydd oddi wrth ddargludydd.

Pan fydd ychydig bach o amhuredd pentavalent fel ffosfforws yn cael ei ychwanegu at y lled -ddargludydd cynhenid, bydd ganddo electron ychwanegol ar ôl ffurfio bond cofalent ag atomau lled -ddargludyddion eraill. Dim ond egni bach iawn sydd ei angen ar yr electron ychwanegol hwn i gael gwared ar y bond a dod yn electron am ddim. Gelwir y math hwn o lled-ddargludydd amhuredd yn lled-ddargludydd electronig (lled-ddargludydd n-math). Fodd bynnag, gan ychwanegu ychydig bach o amhureddau elfennol trivalent (fel boron, ac ati) at y lled -ddargludydd cynhenid, oherwydd dim ond tri electron sydd ganddo yn yr haen allanol, ar ôl ffurfio bond cofalent â'r atomau lled -ddargludyddion cyfagos, bydd yn creu swydd wag yn y grisial. Gelwir y math hwn o lled-ddargludydd amhuredd yn lled-ddargludyddion twll (lled-ddargludydd math P). Pan gyfunir lled-ddargludyddion math N a math P, mae gwahaniaeth yng nghrynodiad electronau a thyllau rhydd ar eu cyffordd. Mae electronau a thyllau yn cael eu tryledu tuag at y crynodiad is, gan adael ïonau gwefru ond ansymudol sy'n dinistrio niwtraliaeth drydanol wreiddiol y rhanbarthau math N a math P. Yn aml, gelwir y gronynnau gwefr ansymudol hyn yn daliadau gofod, ac maent wedi'u crynhoi ger rhyngwyneb y rhanbarthau N a P i ffurfio rhanbarth tenau iawn o wefr gofod, a elwir yn gyffordd PN.

Pan roddir foltedd gogwydd ymlaen i ddau ben cyffordd PN (foltedd positif i un ochr i'r math P), mae'r tyllau ac electronau rhydd yn symud o amgylch ei gilydd, gan greu maes trydan mewnol. Yna mae'r tyllau sydd newydd eu chwistrellu yn ailgyfuno gyda'r electronau rhydd, weithiau'n rhyddhau egni gormodol ar ffurf ffotonau, sef y golau a welwn yn cael ei ollwng gan LEDs. Mae sbectrwm o'r fath yn gymharol gul, a chan fod gan bob deunydd fwlch band gwahanol, mae tonfeddi ffotonau sy'n cael eu hallyrru yn wahanol, felly mae'r lliwiau LEDau yn cael eu pennu gan y deunyddiau sylfaenol a ddefnyddir.