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Einführung und Funktionsprinzip von LED-Leuchten

20209. Juni

Einführung und Funktionsprinzip von LED-Leuchten

Downlights,Zusammenklappbare Hebelampe,Aufrechte Aufzugsbeleuchtung

Lichter heben,Aufrechte Aufzugsbeleuchtung

Die Leuchtdiode wird als LED bezeichnet。Durch die Aufnahme von Gallium (Ga)、Arsen (As)、Phosphor (P)、Hergestellt aus Verbindungen wie Stickstoff (N)。

Wenn Elektronen und Löcher rekombinieren, können sie sichtbares Licht ausstrahlen,Es kann verwendet werden, um Leuchtdioden herzustellen。Wird als Anzeigelampe in Schaltkreisen und Instrumenten verwendet,Oder machen Sie Text oder Zahlen。Die GaAs-Diode sendet rotes Licht aus,Galliumphosphiddiode gibt grünes Licht ab,Siliziumkarbiddiode emittiert gelbes Licht,Die GaN-Diode sendet blaues Licht aus。Aufgrund der chemischen Natur wird es in organische Leuchtdioden-OLED und anorganische Leuchtdioden-LED unterteilt。

Einführung

Leuchtdiode ist eine häufig verwendete Leuchtvorrichtung,Energie abgeben durch Rekombination von Elektronen und Löchern,Es ist weit verbreitet im Bereich der Beleuchtung。 发光二极管可高效地将电能转化为光能,In der modernen Gesellschaft weit verbreitet,Wie Beleuchtung、Flachbildschirm、Medizinprodukte usw.。

Diese elektronische Komponente erschien bereits 1962,Früh kann nur schwaches Licht rotes Licht emittieren,Später entwickelten sich andere monochromatische Lichtversionen,Das Licht, das heute emittiert werden kann, hat sich über das gesamte sichtbare Licht ausgebreitet、Infrarot und Ultraviolett,Die Leuchtkraft stieg ebenfalls auf eine beträchtliche Leuchtkraft an。Und der Zweck wird von Anfang an auch als Indikator verwendet、Anzeigetafel usw.;Da die Technologie weiter voranschreitet,Leuchtdioden sind in Displays und Beleuchtung weit verbreitet。
  

Arbeitsprinzip

Leuchtdioden bestehen wie gewöhnliche Dioden aus einem PN-Übergang,Hat auch unidirektionale Leitfähigkeit。Wenn die Durchlassspannung an die LED angelegt wird,Löcher, die aus dem P-Bereich in den N-Bereich injiziert wurden, und Elektronen, die aus dem N-Bereich in den P-Bereich injiziert wurden,Rekombiniert mit Elektronen im N-Bereich und Löchern im P-Bereich innerhalb weniger Mikrometer nahe dem PN-Übergang,Spontane Emissionsfluoreszenz。Unterschiedliche Halbleitermaterialien haben unterschiedliche Energiezustände für Elektronen und Löcher。Die Energie, die bei der Rekombination von Elektronen und Löchern freigesetzt wird, ist etwas anders,Je mehr Energie freigesetzt wird,Je kürzer die Wellenlänge des emittierten Lichts ist。Rotes Licht wird häufig verwendet、Grüne oder gelbe Diode。Die LED-Durchbruchspannung ist größer als 5 Volt。Die Vorwärts-Volt-Ampere-Kennlinie ist sehr steil,Bei Verwendung muss ein Strombegrenzungswiderstand in Reihe geschaltet werden, um den Strom durch die Diode zu steuern。

Der Kernteil der Leuchtdiode ist ein Chip, der aus einem Halbleiter vom P-Typ und einem Halbleiter vom N-Typ besteht,Es gibt eine Übergangsschicht zwischen einem Halbleiter vom P-Typ und einem Halbleiter vom N-Typ,PN-Kreuzung。Im PN-Übergang einiger Halbleitermaterialien,Der injizierte Minoritätsträger und der Majoritätsträger rekombinieren überschüssige Energie in Form von Licht,Dabei wird elektrische Energie direkt in Lichtenergie umgewandelt。PN-Übergang plus Sperrspannung,Minoritätsträger sind schwer zu injizieren,Also kein Licht。Wenn es sich im Vorwärtsarbeitszustand befindet (dh die Vorwärtsspannung wird an beide Enden angelegt),Wenn Strom von der Anode zur Kathode der LED fließt,Halbleiterkristalle emittieren unterschiedliche Lichtfarben von Ultraviolett bis Infrarot,Die Lichtintensität hängt vom Strom ab。

Das Folgende sind die anorganischen Halbleitermaterialien, die in herkömmlichen Leuchtdioden verwendet werden, und die Farben, die sie emittieren

LED-Material Materialformel Farbe
Aluminiumgalliumarsenid Galliumarsenid Galliumarsenidphosphid Indiumgalliumphosphid Aluminiumgalliumphosphid (dotiertes Zinkoxid) AlGaAs GaAsP AlGaInP GaP:ZnO Rot und Infrarot
Aluminiumgalliumphosphid Indiumgalliumnitrid / Galliumnitrid Galliumphosphid Indiumgalliumaluminiumphosphid Aluminiumgalliumphosphid InGaN / GaN GaP AlGaInP AlGaP Grün
Indiumaluminiumphosphid Galliumgalliumarsenidphosphid Indiumgalliumaluminiumphosphid Galliumphosphid GaAsPAlGaInP AlGaInP GaP Hoch leuchtendes Orange,Orange,Gelb,Grün
GaAs GaAsP rot,Orange,Gelb
Galliumphosphid Zinkselenid Indiumgalliumnitrid Siliciumcarbid GaP ZnSe InGaN SiC rot,Gelb,Grün
GaN(GaN) Grün,Smaragd,Blau
Indiumgalliumnitrid InGaN Nahezu ultraviolett,Blau Grün,Blau
Siliziumkarbid(Wird als Substrat verwendet) SiC Blau
Silizium(Wird als Substrat verwendet) und Blau
Saphir(Wird als Substrat verwendet) Al2O3 Blau
Zinkselenid ZnSe Blau
Diamant C. Ultraviolett
Aluminiumnitrid,Aluminiumgalliumnitrid AlN AlGaN Ultraviolette Wellenlängen von nah nach nah

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