LED发光原理

LED发光原理------袁荣华SuperLighting2LED组成LED五大原物料：晶片(芯片)，支架，银胶，金线，环氧树脂。LED芯片是由：P层半导体元素，N层半导体元素靠电子移动而重新排列组合成的PN结合体(PN结)。？什么是半导体？什么是PN结？SuperLighting3半导体基本知识导体、半导体和绝缘体导体自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。绝缘体有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半导体另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。SuperLighting4半导体基本知识半导体半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。例如：1.当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。2.往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。……SuperLighting5本征半导体本征半导体在周期表中的位置SuperLighting6本征半导体本征半导体单原子结构现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。GeSiSuperLighting7本征半导体本征半导体平面结构形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。+4+4+4+4共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常态下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。+4表示除去价电子后的原子共价键共用电子对SuperLighting8本征半导体本征半导体中存在极少数的、数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。在其它力的作用下，空穴吸引附近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。SuperLighting9本征半导体本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。本征半导体导电能力本征半导体中电流由两部分组成：1.自由电子移动产生的电流。2.空穴移动产生的电流。SuperLighting10杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。N型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为（电子半导体）。P型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为（空穴半导体）。SuperLighting11杂质半导体在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷，晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼，晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代？为什么不加Na原子？或是Cl原子？SuperLighting12杂质半导体的示意表示法：－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等。SuperLighting13P-N结的内部结构分布空间电荷区，也称耗尽层。扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。SuperLighting14(1-14)－－－－++++REPN结正向偏置内电场外电场变薄PN+_内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流。SuperLighting15PN结反向偏置－－－－++++内电场外电场变厚NP+_内电场被被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。RESuperLighting16P-N结也叫二极管，电路符号：PN二极管一、特殊二极管光敏电阻就是一种特殊的二极管。其电路符号：二、发光二极管有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光，它的电特性与一般二极管类似。SuperLighting17SuperLighting18