发光二极管作业原理-二极管是什么
发光二极管一般称为LED，它们尽管名不见经传，却是电子世界中真实的英豪。它们能完结数十种不同的作业，而且在各种设备中都能找到它们的身影。 它们用处广泛，例如它们能够组成电子钟表表盘上的数字，从遥控器传输信息，为手表表盘照明并在设备敞开时向您宣布提示。 假如将它们集结在一起，能够组成超大电视屏幕上的图画，或是用于点亮交通信号灯。
本质上，LED仅仅一种易于装配到电子电路中的微型灯泡。但它们并不像一般的白炽灯，它们并不含有可烧尽的灯丝，也不会变得特别烫。它们能够发光，仅仅是半导体资料内的电子运动的成果，而且它们的寿数同一般的晶体管相同长。
在本文中，咱们会剖析这些无所不在的亮光元件背面的简略原理，与此一起也会说明一些饶有兴趣的电学及光学原理。
二极管是最简略的一种半导体设备。广义的半导体是指那些具有可变导电才能的资料。大多数半导体是由不良导体掺入杂质（另一种资料的原子）而构成的，而掺入杂质的进程称为掺杂。
就LED而言，典型的导体资料为砷化铝镓 (AlGaAs)。 在纯洁的砷化铝镓中，每个原子与相邻的原子联合无缺，没有剩余的自在电子（带负电荷的粒子）来传导电流。而资料经掺杂后，掺入的原子打破了原有平衡，资料内或是发生了自在电子，或是发生了可供电子移动的空穴。无论是自在电子数目的增多仍是空穴数目的增多，都会增强资料的导电性。
具有剩余电子的半导体称为N型资料，因其含有剩余的带负电荷的粒子。在N型资猜中，自在电子能够从带负电荷的区域移往带正电荷的区域。
具有剩余空穴的半导体称为P型资料，因为它在导电作用上相当于含有带正电荷的粒子。电子能够在空穴间搬运，从带负电荷的区域移往带正电荷的区域。因此，空穴自身就像是从带正电荷的区域移往带负电荷的区域。
一个二极管由一段P型资料同一段N型资料相连而成，且两头连有电极。这种结构只能沿一个方向传导电流。当二极管两头不加电压时，N型资猜中的电子会沿着层间的PN结(juncTIon)运动，去填充P型资猜中的空穴，并构成一个耗尽区。在耗尽区内，半导体资料回到它本来的绝缘态——即一切的空穴都被填充，因此耗尽区内既没有自在电子，也没有供电子移动的空间，电荷则不能活动。
在PN结(juncTIon)内，N型资猜中的自在电子填充了P型资猜中的空穴。这样，在二极管的中心就发生了一个绝缘层，称为耗尽区。
为了使耗尽区消失，有必要使电子从N型区域移往P型区域，一起空穴沿相反的方向移动。为此，您能够将二极管N型的一端与电路的负极相连，一起P型的那一端与正极相连。N 型资猜中的自在电子被负极排挤，又被正极招引；而P型资猜中的空穴会沿反方向移动。假如两电极之间的电压足够高，耗尽区内的电子会被推出空穴，然后再次取得自在移动的才能。此刻耗尽区消失，电荷能够经过二极管。
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当电路的负极与N型层、正极与P型层相连时，
电子和空穴开端搬迁，而耗尽区将消失。
假如您企图让电流沿反方向活动，将P型端连接到电路负极、N型端连接到正极的话，电流将不会活动。N型资猜中带负电的电子会被招引到正极上；P型资猜中带正电的空穴则会被招引到负极上。因为空穴与电子各自沿着过错的方向运动，PN结将不会有电流经过，耗尽区也会扩展。（有关整个进程的更多信息，请参阅半导体作业原理。）
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当电路的正极连接到N型层、负极连接到P型层时，自在电子会集合在二极管的一端，一起空穴会集合在另一端。耗尽区会扩展。
在这种景象下，电子同空穴之间的相互作用会发生一个风趣的副作用——发光！鄙人一节，咱们将讨论其来龙去脉。
