LED(发光二极管)灯珠发光的原理是基于半导体材料的电学特性,主要依赖于PN结的电致发光效应。
下面是LED灯珠发光的基本原理:
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PN结: LED灯珠内部包含一个由两种半导体材料构成的PN结。P区(正电荷区)富含正电荷(空穴),而N区(负电荷区)富含负电荷(电子)。这种结构形成电子能级阶梯,产生电势差。
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电子注入: 当LED灯珠通过外部电路连接并通以电流时,正电极(阳极)和负电极(阴极)会注入电子和空穴进入PN结。电子会从N区流向P区,而空穴会从P区流向N区,这个过程称为电子注入。
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复合: 在PN结附近,电子和空穴发生复合。在复合时,电子和空穴的能量以光子(光的基本单元)形式释放出来,这种现象称为辐射复合。光子的能量与材料的能隙相关,不同的能隙产生不同颜色的光。
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发光: 这些光子沿着LED材料的晶格结构传播,产生可见光,实现LED灯珠的发光过程。
LED的发光是通过电子与空穴的复合产生光子,这使LED灯珠成为冷光源,不会产生太多热量,具有高效率和长寿命的优点。通过控制半导体材料的特性,可以实现不同颜色的LED灯珠,从红、绿、蓝到白光等多种颜色。