LED发光二极管的发光机理具体图解
LED发光二极管的发光机理
1.p-n结电子注入发光
图1、图2表明p-n结不知道电压是构成必定的势垒；当加正向偏置时局垒下降，p区和n区的大都载流子向对方分散。因为电子迁移率μ比空穴迁移率大得多，呈现很多电子向P区分散，构成对P区少量载流子的注入。这些电子与价带上的空穴复合，复合时得到的能量以光能的方式开释。这便是P-N结发光的原理。
P-N结发光的原理图1
P-N结发光的原理图2
发光的波长或频率取决于选用的半导体资料的能隙Eg。如Eg的单位为电子伏（eV） ,
Eg=hv/q=hc/(λq)
λ=hc/(qEg)=1240/Eg (nm)
半导体可分为置接带隙和直接带隙两种，发光二极管大都选用直接带隙资料，这样可使电子直接从导带跃迁到价带与空穴复合而发光，有很高的功率。反之，选用直接带隙资料，其功率就低一些。下表列举了常用半导体资料及其发射的光波波长等参数。
3.异质结注入发光
为了进步载流子注入功率，能够选用异质结。图4表明未加偏置时的异质结能级图，对电子和空穴具有不同高度的势垒。图5表明加正向偏置后，这两个势垒均减小。但空垒的势垒小得多，并且空穴不断从P区向n区分散，得到高的注入功率。N区的电子注入P区的速率却较小。这样n区的电子就越迁到价带与注入的空穴复合，而发射出由n型半导体能隙所决议的辐射。因为p获得能隙大，光辐射无法把点自己发到导带，因而不发生光的吸收，然后可直接透射处发光二极管外，减少了光能的丢失。
图4
图5
发光二极管与半导体二极管相同加正向电压，但作用不同。发光二极管把注入的载流子转变成光子，辐射出光。一般半导体二极管注入的载流子构成正向电流。应严厉加以差异。
