LED的特性

大多数半导体是通过将其他材料掺杂在硅中形成自由负电荷(N型)或是自由正电荷(P型)制成的。相应地,固定的原子则产生极性相反的正电荷或是负电荷。在两种材料的连接处,两种电荷相结合,从而形成了一个没有自由电荷的狭窄区域。这一“本征区”含有带正电荷或是负电荷的固定不动的原子,原于所带的电荷阻止了极性相反的两种自由电荷的进一步结合。实际上,这形成了一条能量上的势垒,产生了一个二极管结(PN结)。
要让PN结导电,需使P型半导体材料的电势高于N型半导体。电场力迫使更多的正电荷进入P型材料,更多的负电荷进入N型材料。当PN结两侧的电势差达到0.7V左右时,PN结就会导电。电势差给予电子足够的能量以流过PN结。
LED也是由PN结构成的。但硅材料并不合适,因为硅材料形成的PN结能量势垒太低。最早的LED是由砷化镓(GaAs)制成的,能发出波长约为905nm的红外光线。之所以发出这种光,是由砷化镓中自由电子导通带和分子最低能级的价带间的能级差决定的。当LED施加了外部电压时,电子获得足够的能量而跃迁到导电带,并且产生电流。而电子失去能量,重新回到低能级价带时,就发出了光。如图2—1所示。PN结半导体的能带图

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