Ολατο επαναφορτιζόμενο φως εργασίας, φορητό φως κάμπινγκκαιπολυλειτουργικός προβολέαςχρησιμοποιήστε τον τύπο λαμπτήρα LED.Για να κατανοήσουμε την αρχή της διόδου οδήγησε, πρώτα να κατανοήσουμε τις βασικές γνώσεις των ημιαγωγών.Οι αγώγιμες ιδιότητες των ημιαγωγών υλικών είναι μεταξύ αγωγών και μονωτών.Τα μοναδικά χαρακτηριστικά του είναι: όταν ο ημιαγωγός διεγείρεται από εξωτερικές συνθήκες φωτός και θερμότητας, η αγωγιμότητα του θα αλλάξει σημαντικά.Η προσθήκη μικρών ποσοτήτων ακαθαρσιών σε έναν καθαρό ημιαγωγό αυξάνει σημαντικά την ικανότητά του να άγει ηλεκτρισμό.Το πυρίτιο (Si) και το γερμάνιο (Ge) είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι ημιαγωγοί στη σύγχρονη ηλεκτρονική και τα εξωτερικά ηλεκτρόνια τους είναι τέσσερα.Όταν τα άτομα πυριτίου ή γερμανίου σχηματίζουν έναν κρύσταλλο, τα γειτονικά άτομα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, έτσι ώστε τα εξωτερικά ηλεκτρόνια να μοιράζονται τα δύο άτομα, που σχηματίζει τη δομή ομοιοπολικού δεσμού στον κρύσταλλο, ο οποίος είναι μια μοριακή δομή με μικρή ικανότητα περιορισμού.Σε θερμοκρασία δωματίου (300 K), η θερμική διέγερση θα κάνει μερικά εξωτερικά ηλεκτρόνια να πάρουν αρκετή ενέργεια για να αποσπαστούν από τον ομοιοπολικό δεσμό και να γίνουν ελεύθερα ηλεκτρόνια, αυτή η διαδικασία ονομάζεται ενδογενής διέγερση.Αφού το ηλεκτρόνιο αποδεσμευτεί για να γίνει ελεύθερο ηλεκτρόνιο, μένει μια κενή θέση στον ομοιοπολικό δεσμό.Αυτή η κενή θέση ονομάζεται τρύπα.Η εμφάνιση μιας οπής είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό που διακρίνει έναν ημιαγωγό από έναν αγωγό.
Όταν μια μικρή ποσότητα πεντασθενούς ακαθαρσίας όπως ο φώσφορος προστεθεί στον εγγενή ημιαγωγό, θα έχει ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο αφού σχηματίσει έναν ομοιοπολικό δεσμό με άλλα άτομα ημιαγωγών.Αυτό το επιπλέον ηλεκτρόνιο χρειάζεται μόνο πολύ μικρή ενέργεια για να απαλλαγεί από τον δεσμό και να γίνει ελεύθερο ηλεκτρόνιο.Αυτό το είδος ημιαγωγού ακαθαρσίας ονομάζεται ηλεκτρονικός ημιαγωγός (ημιαγωγός τύπου N).Ωστόσο, η προσθήκη μικρής ποσότητας τρισθενών στοιχειακών ακαθαρσιών (όπως το βόριο κ.λπ.) στον εγγενή ημιαγωγό, επειδή έχει μόνο τρία ηλεκτρόνια στην εξωτερική στιβάδα, αφού σχηματίσει έναν ομοιοπολικό δεσμό με τα γύρω άτομα ημιαγωγών, θα δημιουργήσει ένα κενό στο κρύσταλλο.Αυτό το είδος ημιαγωγού ακαθαρσιών ονομάζεται ημιαγωγός οπών (ημιαγωγός τύπου P).Όταν συνδυάζονται ημιαγωγοί τύπου Ν και τύπου Ρ, υπάρχει διαφορά στη συγκέντρωση των ελεύθερων ηλεκτρονίων και των οπών στη διασταύρωση τους.Τόσο τα ηλεκτρόνια όσο και οι οπές διαχέονται προς τη χαμηλότερη συγκέντρωση, αφήνοντας πίσω φορτισμένα αλλά ακίνητα ιόντα που καταστρέφουν την αρχική ηλεκτρική ουδετερότητα των περιοχών τύπου N και P.Αυτά τα ακίνητα φορτισμένα σωματίδια ονομάζονται συχνά διαστημικά φορτία και συγκεντρώνονται κοντά στη διεπαφή των περιοχών N και P για να σχηματίσουν μια πολύ λεπτή περιοχή διαστημικού φορτίου, η οποία είναι γνωστή ως ένωση PN.
Όταν εφαρμόζεται μια τάση προς τα εμπρός πόλωσης και στα δύο άκρα της σύνδεσης PN (θετική τάση στη μία πλευρά του τύπου P), οι οπές και τα ελεύθερα ηλεκτρόνια κινούνται το ένα γύρω από το άλλο, δημιουργώντας ένα εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο.Οι πρόσφατα εγχυθείσες οπές στη συνέχεια ανασυνδυάζονται με τα ελεύθερα ηλεκτρόνια, μερικές φορές απελευθερώνοντας την περίσσεια ενέργειας με τη μορφή φωτονίων, που είναι το φως που βλέπουμε να εκπέμπεται από τα led.Ένα τέτοιο φάσμα είναι σχετικά στενό και δεδομένου ότι κάθε υλικό έχει διαφορετικό διάκενο ζώνης, τα μήκη κύματος των φωτονίων που εκπέμπονται είναι διαφορετικά, επομένως τα χρώματα των led καθορίζονται από τα βασικά υλικά που χρησιμοποιούνται.
Ώρα δημοσίευσης: Μάιος-12-2023