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发光二极管原理

2021-12-01 来源:佛山机械信息网

发光二极管原理

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,如图1所示。

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,使用普遍。

发光二极管工作条件

led是一种电流驱动的低电压单向导电器件,为保证led正常工作,必须满足以下几个方面的基本要求。

(1)输入直流电压必须不低于led的正向电压降,否则,led不会导通而发光。

(2)采用直流电流或单向脉冲电流驱动,当驱动并联的led或led串时,要求恒流而不是恒压供电。

图1给出了随机抽取的6只白光led(其中a商标和b商标各3只)的正向电流if随正向电压tie变化的关系曲线。如果用恒定电压驱动这6只(相并联)led,它们之间的正向电流相差较大,例如用3.4v驱动,正向电流范围为l0~44ma,这就使得各只ledˉ的亮度和色度存在较大的差异。

led所允许的额定电流(30ma)随温度的升高而减小,如图2所示。由该图可知,当环境温度升至50c时,额定电流降至20ma,在此情况下,为防止led烧毁,驱动电流必须限制在20ma之内。因此,为避免led的驱动电流超过最大额定值,影响其可靠性,同时为获得预期的亮度要求,保证各个led亮度和色度的一致性,应采用恒定电流驱动方式,而不是恒压方式。

以上就是发光二极管原理_发光二极管工作条件,希望对各位有帮助。

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