Ang light-emitting diode usa ka espesyal nga diode. Sama sa ordinaryong mga diode, ang mga light-emitting diode gilangkuban sa mga semiconductor chips. Kini nga mga semiconductor nga mga materyales gi-pre-implanted o doped aron makahimo og p ug n nga mga istruktura.
Sama sa ubang mga diode, ang kasamtangan sa light-emitting diode dali nga modagayday gikan sa p pole (anode) ngadto sa n pole (cathode), apan dili sa atbang nga direksyon. Duha ka lain-laing mga carrier: mga lungag ug mga electron nagaagay gikan sa mga electrodes ngadto sa p ug n istruktura sa ilalum sa lain-laing mga electrode boltahe. Kung ang mga lungag ug mga electron magkita ug mag-recombine, ang mga electron mahulog sa usa ka ubos nga lebel sa enerhiya ug magpagawas sa enerhiya sa porma sa mga photon (mga photon ang kanunay natong gitawag nga kahayag).
Ang wavelength (kolor) sa kahayag nga gipagula niini gitino sa kusog sa bandgap sa mga semiconductor nga materyales nga naglangkob sa p ug n nga mga istruktura.
Tungod kay ang silicon ug germanium mga dili direkta nga bandgap nga mga materyales, sa temperatura sa lawak, ang recombination sa mga electron ug mga lungag niini nga mga materyales usa ka non-radiative nga transisyon. Ang ingon nga mga transisyon wala magpagawas sa mga photon, apan nag-convert sa enerhiya ngadto sa enerhiya sa kainit. Busa, ang mga diode sa silicon ug germanium dili makapagawas sa kahayag (mopagawas sila og kahayag sa ubos kaayo nga piho nga mga temperatura, nga kinahanglan mahibal-an sa usa ka espesyal nga anggulo, ug ang kahayag sa kahayag dili klaro).
Ang mga materyales nga gigamit sa light-emitting diodes tanan direkta nga bandgap nga mga materyales, mao nga ang enerhiya gipagawas sa porma sa mga photon. Kining gidili nga mga kusog sa banda katumbas sa enerhiya sa kahayag sa duol nga infrared, makita, o duol sa ultraviolet nga mga banda.
Kini nga modelo nagsundog sa usa ka LED nga nagpagawas sa kahayag sa infrared nga bahin sa electromagnetic spectrum.
Sa unang mga yugto sa pag-uswag, ang mga light-emitting diode nga naggamit sa gallium arsenide (GaAs) mahimo ra nga magpagawas sa infrared o pula nga kahayag. Uban sa pag-uswag sa siyensya sa mga materyales, ang bag-ong naugmad nga mga light-emitting diode makapagawas sa mga light wave nga adunay mas taas ug mas taas nga frequency. Karon, ang mga light-emitting diode sa lainlaing mga kolor mahimo’g mahimo.
Ang mga diode kasagarang gitukod sa usa ka N-type nga substrate, nga adunay usa ka layer sa P-type nga semiconductor nga gideposito sa ibabaw niini ug konektado uban sa mga electrodes. Ang mga substrate nga P-type dili kaayo komon, apan gigamit usab. Daghang komersyal nga light-emitting diode, labi na ang GaN/InGaN, naggamit usab sa mga substrate nga sapiro.
Kadaghanan sa mga materyales nga gigamit sa paghimo sa mga LED adunay taas kaayo nga mga indeks sa refractive. Kini nagpasabot nga kadaghanan sa mga light waves makita balik ngadto sa materyal sa interface sa hangin. Busa, ang light wave extraction usa ka importante nga hilisgutan alang sa mga LED, ug daghang panukiduki ug kalamboan ang naka-focus niini nga hilisgutan.
Ang nag-unang kalainan tali sa mga LED (light emitting diodes) ug ordinaryo nga mga diode mao ang ilang mga materyales ug istruktura, nga nagdala sa daghang mga kalainan sa ilang kahusayan sa pagbag-o sa elektrikal nga enerhiya ngadto sa kahayag nga enerhiya. Ania ang pipila ka yawe nga mga punto aron ipatin-aw kung ngano nga ang mga LED makapagawas ug kahayag ug ang ordinaryong mga diode dili:
Nagkalainlain nga mga materyales:Ang mga LED naggamit sa III-V nga mga materyales sa semiconductor sama sa gallium arsenide (GaAs), gallium phosphide (GaP), gallium nitride (GaN), ug uban pa. Kini nga mga materyales adunay direkta nga bandgap, nga nagtugot sa mga electron sa direktang paglukso ug pagpagawas sa mga photon (kahayag). Ang mga ordinaryong diode kasagarang naggamit ug silicon o germanium, nga adunay dili direkta nga bandgap, ug ang paglukso sa elektron kasagarang mahitabo sa porma sa pagpagawas sa enerhiya sa kainit, kay sa kahayag.
Lahi nga istruktura:Ang istruktura sa mga LED gilaraw aron ma-optimize ang paghimo sa kahayag ug pagpagawas. Ang mga LED kasagarang magdugang ug espisipikong mga dopant ug mga istruktura sa layer sa pn junction aron mapalambo ang paghimo ug pagpagawas sa mga photon. Ang mga ordinaryong diode gidisenyo aron ma-optimize ang function sa pagtul-id sa karon ug dili magpunting sa henerasyon sa kahayag.
Enerhiya bandgap:Ang materyal sa LED adunay dako nga bandgap nga enerhiya, nga nagpasabot nga ang enerhiya nga gipagawas sa mga electron sa panahon sa transisyon igo nga taas nga makita sa porma sa kahayag. Ang materyal nga bandgap nga kusog sa ordinaryo nga mga diode gamay ra, ug ang mga electron sa panguna gipagawas sa porma sa kainit kung sila magbalhin.
Mekanismo sa Luminescence:Sa diha nga ang pn junction sa LED ubos sa forward bias, ang mga electron mobalhin gikan sa n rehiyon ngadto sa p rehiyon, recombine uban sa mga lungag, ug buhian enerhiya sa porma sa mga photon sa pagmugna kahayag. Sa ordinaryo nga mga diode, ang recombination sa mga electron ug mga lungag nag-una sa porma sa non-radiative recombination, nga mao, ang enerhiya gipagawas sa porma sa kainit.
Kini nga mga kalainan nagtugot sa mga LED nga mobuga og kahayag kung magtrabaho, samtang ang ordinaryong mga diode dili mahimo.
Kini nga artikulo gikan sa Internet ug ang copyright iya sa orihinal nga tagsulat
Oras sa pag-post: Aug-01-2024