LED（發(fā)光二極管）的工作原理

光簡(jiǎn)介

LED是一種當(dāng)電流通過(guò)時(shí)會(huì)發(fā)光的半導(dǎo)體，具有傳統(tǒng)光源無(wú)法模仿的優(yōu)異特性。

我將簡(jiǎn)要解釋為什么這樣的 LED 會(huì)發(fā)光。

LED發(fā)光原理

LED芯片的基本結(jié)構(gòu)由具有許多正空穴*1)的p型半導(dǎo)體和具有許多負(fù)電子的n型半導(dǎo)體（PN結(jié)）組成。

當(dāng)對(duì) LED 芯片施加正向電壓*2)時(shí)，空穴 (+)和電子 (-)在 LED 芯片中移動(dòng)，導(dǎo)致電流流動(dòng)。
在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電子和空穴碰撞結(jié)合（這種現(xiàn)象稱為復(fù)合），并且在復(fù)合狀態(tài)下，能量比電子和空穴原來(lái)的能量小，是穩(wěn)定的。

此時(shí)產(chǎn)生的多余能量被轉(zhuǎn)化為光能并發(fā)光。這就是LED發(fā)光的原理。

這樣，與燈泡利用電加熱燈絲發(fā)出的光不同，LED直接將電轉(zhuǎn)化為光，因此具有傳統(tǒng)光源所不具備的功耗低、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。

*1) 空穴是電子在p型半導(dǎo)體中移動(dòng)時(shí)殘留在其所在位置的空穴。
*2) LED有極性，p型半導(dǎo)體側(cè)稱為“陽(yáng)極（符號(hào)A）"，n型半導(dǎo)體側(cè)稱為“陰極（符號(hào)K）"。除非以正確的方向施加電壓，否則 LED 不會(huì)通過(guò)電流。當(dāng)通過(guò)將正極（+）連接到陽(yáng)極（A）側(cè)、將負(fù)極（-）連接到陰極（K）側(cè)來(lái)施加電壓時(shí)，這被稱為“正向"。換句話說(shuō)，就是LED發(fā)光的方向和電流能夠正確流動(dòng)的方向。

LED形狀

LED大致可分為表面安裝型和彈型。

表面貼裝LED

這種類型填充有環(huán)氧樹脂或硅等樹脂。

內(nèi)表面呈錐形作為反射器。
還有采用環(huán)氧樹脂、硅樹脂、玻璃等材料制成的透鏡以提高方向性的型號(hào)，以及支持大電流、底部附有散熱器以改善散熱的型號(hào)。

彈型LED

這種類型集成了引線框架和 LED 芯片。

周圍區(qū)域用環(huán)氧樹脂密封。空氣和LED芯片之間存在折射率，可以有效地提取光線。