LED(發(fā)光二極管)燈珠發(fā)光的原理是基于半導體材料的電學特性,主要依賴于PN結(jié)的電致發(fā)光效應。
下面是LED燈珠發(fā)光的基本原理:
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PN結(jié): LED燈珠內(nèi)部包含一個由兩種半導體材料構(gòu)成的PN結(jié)。P區(qū)(正電荷區(qū))富含正電荷(空穴),而N區(qū)(負電荷區(qū))富含負電荷(電子)。這種結(jié)構(gòu)形成電子能級階梯,產(chǎn)生電勢差。
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電子注入: 當LED燈珠通過外部電路連接并通以電流時,正電極(陽極)和負電極(陰極)會注入電子和空穴進入PN結(jié)。電子會從N區(qū)流向P區(qū),而空穴會從P區(qū)流向N區(qū),這個過程稱為電子注入。
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復合: 在PN結(jié)附近,電子和空穴發(fā)生復合。在復合時,電子和空穴的能量以光子(光的基本單元)形式釋放出來,這種現(xiàn)象稱為輻射復合。光子的能量與材料的能隙相關,不同的能隙產(chǎn)生不同顏色的光。
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發(fā)光: 這些光子沿著LED材料的晶格結(jié)構(gòu)傳播,產(chǎn)生可見光,實現(xiàn)LED燈珠的發(fā)光過程。
LED的發(fā)光是通過電子與空穴的復合產(chǎn)生光子,這使LED燈珠成為冷光源,不會產(chǎn)生太多熱量,具有高效率和長壽命的優(yōu)點。通過控制半導體材料的特性,可以實現(xiàn)不同顏色的LED燈珠,從紅、綠、藍到白光等多種顏色。