LED(發光二極管)燈珠發光的原理是基於半導體材料的電學特性,主要依賴於PN結的電致發光效應。
下麵是LED燈珠發光的基本原理:
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PN結: LED燈珠內部包含一個由兩種半導體材料構成的PN結。P區(正電荷區)富含正電荷(空穴),而N區(負電荷區)富含負電荷(電子)。這種結構形成電子能級階梯,產生電勢差。
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電子注入: 當LED燈珠通過外部電路連接並通以電流時,正電極(陽極)和負電極(陰極)會注入電子和空穴進入PN結。電子會從N區流向P區,而空穴會從P區流向N區,這個過程稱為電子注入。
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複合: 在PN結附近,電子和空穴發生複合。在複合時,電子和空穴的能量以光子(光的基本單元)形式釋放出來,這種現象稱為輻射複合。光子的能量與材料的能隙相關,不同的能隙產生不同顏色的光。
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發光: 這些光子沿著LED材料的晶格結構傳播,產生可見光,實現LED燈珠的發光過程。
LED的發光是通過電子與空穴的複合產生光子,這使LED燈珠成為冷光源,不會產生太多熱量,具有高效率和長壽命的優點。通過控製半導體材料的特性,可以實現不同顏色的LED燈珠,從紅、綠、藍到白光等多種顏色。