LED发光原理及特性
- 发布时间： 2021-12-27
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（一）LED发光原理
发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物 ，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的 ，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性 ，即正向导通 ，反向截止、击穿特性。此外 ，在一定条件下 ，它还具有发光特性。在正向电压下 ，电子由N区注入P区 ，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光 ，
假设发光是在P区中发生的 ，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光 ，或者先被发光中心捕获后 ，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外 ，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获 ，而后再与空穴复合 ，每次释放的能量不大 ，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大 ，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的 ，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。 理论和实践证明 ，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关 ，即λ≈1240/Eg（mm）
式中Eg的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光） ，半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管 ，但其中蓝光二极管成本、价格很高 ，使用不普遍。
（二）LED的特性
1．极限参数的意义
（1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值 ，LED发热、损坏。
（2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。
（3）最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。超过此值 ，发光二极管可能被击穿损坏。
（4）工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围 ，发光二极管将不能正常工作 ，效率大大降低。
