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Introduction et principe de fonctionnement des lumières LED

2020年6月9日

Introduction et principe de fonctionnement des lumières LED

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La diode électroluminescente est appelée LED。En contenant du gallium (Ga)、Arsenic (As)、Phosphore (P)、Composé de composés tels que l'azote (N)。

Lorsque les électrons et les trous se recombinent, ils peuvent irradier la lumière visible,Il peut être utilisé pour fabriquer des diodes électroluminescentes。Utilisé comme voyant lumineux dans les circuits et les instruments,Ou composez du texte ou des chiffres。La diode GaAs émet de la lumière rouge,La diode au phosphure de gallium émet une lumière verte,La diode en carbure de silicium émet une lumière jaune,La diode GaN émet de la lumière bleue。En raison de la nature chimique, il est divisé en diodes électroluminescentes organiques OLED et diodes électroluminescentes inorganiques LED。

introduction

La diode électroluminescente est un dispositif électroluminescent couramment utilisé,Emission d'énergie par recombinaison d'électrons et de trous,Il est largement utilisé dans le domaine de l'éclairage。 发光二极管可高效地将电能转化为光能,Largement utilisé dans la société moderne,Tels que l'éclairage、Écran plat、Dispositifs médicaux, etc.。

Ce composant électronique est apparu dès 1962,Tôt ne peut émettre que de la lumière rouge à faible luminosité,Plus tard, développé d'autres versions de lumière monochromatique,La lumière qui peut être émise aujourd'hui s'est répandue sur toute la lumière visible、Infrarouge et ultraviolet,La luminosité est également augmentée à une luminosité comparable。Et le but est également utilisé comme indicateur depuis le début、Panneau d'affichage, etc.;Alors que la technologie continue de progresser,Les diodes électroluminescentes ont été largement utilisées dans les écrans et l'éclairage。
  

principe de fonctionnement

Comme les diodes ordinaires, les diodes électroluminescentes sont composées d'une jonction PN,A également une conductivité unidirectionnelle。Lorsque la tension directe est appliquée à la LED,Trous injectés dans la région N à partir de la région P et électrons injectés dans la région P à partir de la région N,Recombiné avec des électrons dans la région N et des trous dans la région P à quelques microns près de la jonction PN,Fluorescence à émission spontanée。Différents matériaux semi-conducteurs ont différents états d'énergie pour les électrons et les trous。L'énergie libérée lorsque les électrons et les trous se recombinent est quelque peu différente,Plus d'énergie libérée,Plus la longueur d'onde de la lumière émise est courte。La lumière rouge est couramment utilisée、Diode verte ou jaune。La tension de claquage inverse des LED est supérieure à 5 volts。Sa courbe caractéristique volt-ampère avant est très raide,Lorsqu'elle est utilisée, une résistance de limitation de courant doit être connectée en série pour contrôler le courant à travers la diode。

La partie centrale de la diode électroluminescente est une puce composée de semi-conducteur de type P et de semi-conducteur de type N,Il existe une couche de transition entre le semi-conducteur de type P et le semi-conducteur de type N,Jonction PN。Dans la jonction PN de certains matériaux semi-conducteurs,Le porteur minoritaire injecté et le porteur majoritaire recombinent l'énergie excédentaire sous forme de lumière,Convertissant ainsi directement l'énergie électrique en énergie lumineuse。Jonction PN plus tension inverse,Les porteurs minoritaires sont difficiles à injecter,Donc pas de lumière。Lorsqu'il est dans l'état de fonctionnement direct (c'est-à-dire que la tension directe est appliquée aux deux extrémités),Lorsque le courant passe de l'anode à la cathode de la LED,Les cristaux semi-conducteurs émettent différentes couleurs de lumière de l'ultraviolet à l'infrarouge,L'intensité de la lumière est liée au courant。

Voici les matériaux semi-conducteurs inorganiques utilisés dans les diodes électroluminescentes traditionnelles et les couleurs qu'elles émettent

Matériau LED Formule du matériau couleur
Arséniure d'aluminium et de gallium Arséniure de gallium Phosphure d'arséniure de gallium Phosphure d'indium et de gallium Phosphure d'aluminium et de gallium (oxyde de zinc dopé) AlGaAs GaAsP AlGaInP GaP:ZnO Rouge et infrarouge
Phosphure d'aluminium gallium Nitrure d'indium gallium / nitrure de gallium Phosphure de gallium Phosphure d'aluminium indium gallium Phosphure d'aluminium gallium InGaN / GaN GaP AlGaInP AlGaP vert
Phosphure d'indium et d'aluminium Gallium arséniure de gallium Phosphure Phosphure d'indium et d'aluminium gallium Phosphure de gallium GaAsPAlGaInP AlGaInP GaP Orange très brillant,Orange,Jaune,vert
GaAs GaAsP rouge,Orange,Jaune
Phosphure de gallium Séléniure de zinc Nitrure d'indium gallium Carbure de silicium GaP ZnSe InGaN SiC rouge,Jaune,vert
GaN(GaN) vert,émeraude,bleu
Nitrure d'indium et de gallium InGaN Près des ultraviolets,bleu vert,bleu
Carbure de silicium(Utilisé comme substrat) SiC bleu
silicium(Utilisé comme substrat) et bleu
saphir(Utilisé comme substrat) Al2O3 bleu
Séléniure de zinc ZnSe bleu
diamant C Ultra-violet
Nitrure d'aluminium,Nitrure de gallium et d'aluminium AlN AlGaN Longueurs d'onde ultra-violettes de loin à près

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