diode emitting ແສງແມ່ນ diode ພິເສດ. ເຊັ່ນດຽວກັນກັບ diodes ທໍາມະດາ, diodes emitting ແສງສະຫວ່າງແມ່ນປະກອບດ້ວຍຊິບ semiconductor. ວັດສະດຸ semiconductor ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນໄດ້ຖືກປູກໄວ້ກ່ອນຫຼື doped ເພື່ອຜະລິດໂຄງສ້າງ p ແລະ n.
ເຊັ່ນດຽວກັນກັບ diodes ອື່ນໆ, ປະຈຸບັນໃນ diode ແສງສະຫວ່າງສາມາດໄຫຼໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍຈາກ p pole (anode) ກັບ n pole (cathode), ແຕ່ບໍ່ແມ່ນໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ. ສອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ: ຮູແລະເອເລັກໂຕຣນິກໄຫຼຈາກ electrodes ກັບໂຄງສ້າງ p ແລະ n ພາຍໃຕ້ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ເມື່ອຮູ ແລະ ອິເລັກຕອນພົບກັນ ແລະ ປະສົມກັນຄືນມາ, ອິເລັກໂທຣອນຈະຕົກຢູ່ໃນລະດັບພະລັງງານຕໍ່າກວ່າ ແລະ ປ່ອຍພະລັງງານໃນຮູບແບບຂອງໂຟຕອນ (ໂຟຕອນເປັນສິ່ງທີ່ພວກເຮົາມັກເອີ້ນວ່າແສງສະຫວ່າງ).
ຄວາມຍາວຄື້ນ (ສີ) ຂອງແສງສະຫວ່າງທີ່ມັນປ່ອຍອອກມາແມ່ນຖືກກໍານົດໂດຍພະລັງງານ bandgap ຂອງວັດສະດຸ semiconductor ທີ່ປະກອບເປັນໂຄງສ້າງ p ແລະ n.
ນັບຕັ້ງແຕ່ຊິລິຄອນແລະ germanium ແມ່ນວັດສະດຸ bandgap ທາງອ້ອມ, ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ການປະສົມຂອງເອເລັກໂຕຣນິກແລະຮູໃນວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນການປ່ຽນແປງທີ່ບໍ່ມີລັງສີ. ການຫັນປ່ຽນດັ່ງກ່າວບໍ່ໄດ້ປ່ອຍ photons, ແຕ່ປ່ຽນພະລັງງານເປັນພະລັງງານຄວາມຮ້ອນ. ດັ່ງນັ້ນ, diodes ຊິລິໂຄນແລະ germanium ບໍ່ສາມາດປ່ອຍແສງສະຫວ່າງໄດ້ (ພວກມັນຈະປ່ອຍແສງຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສະເພາະທີ່ຕໍ່າຫຼາຍ, ເຊິ່ງຕ້ອງໄດ້ຮັບການກວດພົບໃນມຸມພິເສດ, ແລະຄວາມສະຫວ່າງຂອງແສງບໍ່ຊັດເຈນ).
ວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ໃນ diodes ປ່ອຍແສງສະຫວ່າງແມ່ນອຸປະກອນການ bandgap ໂດຍກົງທັງຫມົດ, ດັ່ງນັ້ນພະລັງງານໄດ້ຖືກປ່ອຍອອກມາໃນຮູບແບບຂອງ photons. ພະລັງງານແຖບຫ້າມເຫຼົ່ານີ້ກົງກັບພະລັງງານແສງຢູ່ໃນແຖບໃກ້ອິນຟາເຣດ, ເບິ່ງເຫັນໄດ້, ຫຼືໃກ້ກັບແສງ ultraviolet.
ຮູບແບບນີ້ຈໍາລອງ LED ທີ່ປ່ອຍແສງຢູ່ໃນສ່ວນອິນຟາເລດຂອງສະເປກສະຕິກໄຟຟ້າ.
ໃນໄລຍະຕົ້ນໆຂອງການພັດທະນາ, diodes ປ່ອຍແສງໂດຍໃຊ້ gallium arsenide (GaAs) ສາມາດປ່ອຍແສງ infrared ຫຼືສີແດງເທົ່ານັ້ນ. ດ້ວຍຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງວິທະຍາສາດວັດສະດຸ, diodes ປ່ອຍແສງສະຫວ່າງທີ່ຖືກພັດທະນາໃຫມ່ສາມາດປ່ອຍຄື້ນແສງສະຫວ່າງທີ່ມີຄວາມຖີ່ສູງກວ່າແລະສູງກວ່າ. ໃນມື້ນີ້, diodes emitting ແສງສະຫວ່າງຂອງສີຕ່າງໆສາມາດເຮັດໄດ້.
ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ ໄດໂອດຖືກສ້າງຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍຂອງ N-type, ໂດຍມີຊັ້ນຂອງເຊມິຄອນເທນເນີ P-type ຢູ່ເທິງພື້ນຜິວຂອງມັນ ແລະເຊື່ອມຕໍ່ກັນກັບ electrodes. P-type substrates ແມ່ນມີຫນ້ອຍ, ແຕ່ຍັງຖືກນໍາໃຊ້. ໄດໂອດປ່ອຍແສງທາງການຄ້າຫຼາຍອັນ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນ GaN/InGaN, ຍັງໃຊ້ແຜ່ນຮອງ sapphire.
ວັດສະດຸສ່ວນໃຫຍ່ທີ່ໃຊ້ໃນການເຮັດໄຟ LED ມີດັດຊະນີສະທ້ອນແສງສູງຫຼາຍ. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າສ່ວນໃຫຍ່ຂອງຄື້ນຟອງແສງສະຫວ່າງໄດ້ຖືກສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນກັບຄືນໄປບ່ອນໃນອຸປະກອນການຢູ່ໃນການໂຕ້ຕອບກັບອາກາດ. ດັ່ງນັ້ນ, ການສະກັດເອົາຄື້ນແສງສະຫວ່າງເປັນຫົວຂໍ້ທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບ LEDs, ແລະການຄົ້ນຄວ້າແລະການພັດທະນາຫຼາຍແມ່ນສຸມໃສ່ຫົວຂໍ້ນີ້.
ຄວາມແຕກຕ່າງຕົ້ນຕໍລະຫວ່າງ LEDs (diodes emitting ແສງສະຫວ່າງ) ແລະ diodes ທໍາມະດາແມ່ນວັດສະດຸແລະໂຄງສ້າງຂອງເຂົາເຈົ້າ, ຊຶ່ງນໍາໄປສູ່ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສໍາຄັນໃນປະສິດທິພາບຂອງເຂົາເຈົ້າໃນການປ່ຽນພະລັງງານໄຟຟ້າເປັນພະລັງງານແສງສະຫວ່າງ. ນີ້ແມ່ນບາງຈຸດສໍາຄັນເພື່ອອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງ LEDs ສາມາດປ່ອຍແສງສະຫວ່າງແລະ diodes ທໍາມະດາບໍ່ສາມາດ:
ອຸປະກອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ:LEDs ໃຊ້ວັດສະດຸ semiconductor III-V ເຊັ່ນ: gallium arsenide (GaAs), gallium phosphide (GaP), gallium nitride (GaN), ແລະອື່ນໆ. ອຸປະກອນເຫຼົ່ານີ້ມີ bandgap ໂດຍກົງ, ເຮັດໃຫ້ເອເລັກໂຕຣນິກສາມາດເຕັ້ນໄປຫາໂດຍກົງແລະປ່ອຍ photons (ແສງສະຫວ່າງ). diodes ທໍາມະດາມັກຈະໃຊ້ຊິລິໂຄນຫຼື germanium, ເຊິ່ງມີຊ່ອງຫວ່າງທາງອ້ອມ, ແລະການກະໂດດຂອງເອເລັກໂຕຣນິກສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເກີດຂື້ນໃນຮູບແບບການປ່ອຍພະລັງງານຄວາມຮ້ອນ, ແທນທີ່ຈະເປັນແສງສະຫວ່າງ.
ໂຄງປະກອບການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ:ໂຄງສ້າງຂອງ LEDs ຖືກອອກແບບມາເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການຜະລິດແສງສະຫວ່າງແລະການລະບາຍອາກາດ. LEDs ປົກກະຕິແລ້ວເພີ່ມ dopants ສະເພາະແລະໂຄງສ້າງຊັ້ນຢູ່ໃນຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ pn ເພື່ອສົ່ງເສີມການຜະລິດແລະການປ່ອຍ photons. diodes ທໍາມະດາໄດ້ຖືກອອກແບບເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການທໍາງານ rectification ຂອງປະຈຸບັນແລະບໍ່ສຸມໃສ່ການຜະລິດແສງສະຫວ່າງ.
ຊ່ອງຫວ່າງພະລັງງານ:ວັດສະດຸຂອງ LED ມີພະລັງງານ bandgap ຂະຫນາດໃຫຍ່, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າພະລັງງານທີ່ປ່ອຍອອກມາໂດຍເອເລັກໂຕຣນິກໃນລະຫວ່າງການຫັນປ່ຽນແມ່ນສູງພໍທີ່ຈະປາກົດຢູ່ໃນຮູບແບບຂອງແສງສະຫວ່າງ. ພະລັງງານ bandgap ວັດສະດຸຂອງ diodes ທໍາມະດາແມ່ນຂະຫນາດນ້ອຍ, ແລະເອເລັກໂຕຣນິກສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປ່ອຍອອກມາໃນຮູບແບບຂອງຄວາມຮ້ອນໃນເວລາທີ່ພວກເຂົາຫັນປ່ຽນ.
ກົນໄກການສ່ອງແສງ:ເມື່ອຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ pn ຂອງ LED ແມ່ນຢູ່ພາຍໃຕ້ຄວາມລໍາອຽງຕໍ່ຫນ້າ, ເອເລັກໂຕຣນິກເຄື່ອນຍ້າຍຈາກພາກພື້ນ n ໄປຫາພາກພື້ນ p, ສົມທົບກັບຮູ, ແລະປ່ອຍພະລັງງານໃນຮູບແບບຂອງໂຟຕອນເພື່ອສ້າງແສງສະຫວ່າງ. ໃນ diodes ທໍາມະດາ, recombination ຂອງເອເລັກໂຕຣນິກແລະຮູແມ່ນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຢູ່ໃນຮູບແບບຂອງ recombination ທີ່ບໍ່ແມ່ນ radiative, ນັ້ນແມ່ນ, ພະລັງງານໄດ້ຖືກປ່ອຍອອກມາໃນຮູບແບບຂອງຄວາມຮ້ອນ.
ຄວາມແຕກຕ່າງເຫຼົ່ານີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ LEDs ປ່ອຍແສງສະຫວ່າງໃນເວລາທີ່ເຮັດວຽກ, ໃນຂະນະທີ່ diodes ທໍາມະດາບໍ່ສາມາດ.
ບົດຄວາມນີ້ມາຈາກອິນເຕີເນັດ ແລະລິຂະສິດເປັນຂອງຜູ້ຂຽນຕົ້ນສະບັບ
ເວລາປະກາດ: ສິງຫາ-01-2024