LED- ի լուսավոր սկզբունքը

ԲոլորըՎերալիցքավորվող աշխատանքային լույսը, Դյուրակիր ճամբարային լույսմի քանազորԲազմաֆունկցիոնալ լուսարձակՕգտագործեք LED լամպի տեսակը: Հասկանալու համար Diode Led- ի սկզբունքը, նախ հասկանալու կիսահաղորդիչների հիմնական գիտելիքները: Կիսահաղորդչային նյութերի հաղորդիչ հատկությունները գտնվում են դիրիժորների եւ մեկուսիչների միջեւ: Դրա եզակի առանձնահատկությունները հետեւյալն են. Երբ կիսահաղորդիչը խթանում է արտաքին լույսի եւ ջերմային պայմաններով, դրա հաղորդիչ կարողությունը զգալիորեն կփոխվի. Մաքուր կիսահաղորդիչին փոքր քանակությամբ կեղտեր ավելացնելը զգալիորեն մեծացնում է էլեկտրաէներգիա վարելու իր ունակությունը: Silicon (SI) եւ Germanium (GE) ժամանակակից էլեկտրոնիկայի ամենատարածված կիսահաղորդիչներն են, եւ նրանց արտաքին էլեկտրոնները չորսն են: Երբ սիլիկոնային կամ գերմանական ատոմները բյուրեղյա են ձեւավորում, հարեւան ատոմները շփվում են միմյանց հետ, որպեսզի արտաքին էլեկտրոնները համօգտագործվեն երկու ատոմների կողմից, որոնք կազմում են կովալենտային կապի կառուցվածքը, որը փոքր-ինչ կաշկանդված կառույց է: Սենյակների ջերմաստիճանում (300 կմ) ջերմային հուզմունքը կստիպի որոշ արտաքին էլեկտրոններ ձեռք բերել բավականաչափ էներգիա, կովալենտային կապից հեռանալու եւ անվճար էլեկտրոններ դառնալու համար, այս գործընթացը կոչվում է ներգանգային հուզմունք: Այն բանից հետո, երբ էլեկտրոնը անկում է դառնա անվճար էլեկտրոն, թափուր աշխատատեղը մնացել է կովալենտային կապի մեջ: Այս թափուր աշխատատեղը կոչվում է փոս: Խոռոչի տեսքը կարեւոր առանձնահատկություն է, որը առանձնացնում է կիսահաղորդիչը դիրիժորից:

Երբ ֆոսֆորային փոքր քանակությամբ փխրուն կեղտաջրիք է ավելացվում ներբուժող կիսահաղորդիչ, այն լրացուցիչ էլեկտրոն կլինի կովալենտային կապը ձեւավորելուց հետո, կիսահաղորդչային այլ ատոմների հետ: Այս լրացուցիչ էլեկտրոնը միայն շատ փոքր էներգիա է պետք, կապից ազատվելու եւ անվճար էլեկտրոն դառնալ: Այսպիսի կեղտաջրերի կիսահաղորդիչ կոչվում է էլեկտրոնային կիսահաղորդչային (N տիպի կիսահաղորդիչ): Այնուամենայնիվ, ներքին կիսահաղորդիչին ավելացնելով մի փոքր քանակությամբ հավասարաչափ տարրական կեղտաջրեր (ինչպիսիք են բորոնը եւ այլն), քանի որ արտաքին շերտի մեջ կա ընդամենը երեք էլեկտրոն `շրջակա կիսահաղորդիչ ատոմների հետ կովալենտային կապը ձեւավորելուց հետո, այն կտրոնի բյուրեղում թափուր աշխատատեղ կստեղծի: Այսպիսի կեղտաջրերի կիսահաղորդիչ կոչվում է փոս կիսահաղորդչային (P- տիպի կիսահաղորդիչ): Երբ N տիպի եւ P- տիպի կիսահաղորդիչները համատեղվում են, դրանց հանգույցում անվճար էլեկտրոնների եւ անցքերի համակենտրոնացման տարբերություն կա: Թե էլեկտրոնները, եւ թե անցքերը տարածվում են ստորին կոնցենտրացիայի նկատմամբ, թողնելով լիցքավորված, բայց անշարժ իոններ, որոնք ոչնչացնում են N տիպի եւ P տիպի մարզերի բնօրինակ էլեկտրական չեզոքությունը: Այս անշարժ լիցքավորված մասնիկները հաճախ կոչվում են տիեզերական գանձումներ, եւ դրանք կենտրոնացած են N եւ P մարզերի ինտերֆեյսի մոտ `տիեզերական լիցքավորման շատ բարակ շրջան կազմելու համար, որը հայտնի է որպես PN հանգույց:

Երբ առաջնային կողմնակալության լարումը կիրառվում է PN հանգույցի երկու ծայրերում (P տիպի մեկ կողմի դրական լարման), անցքերն ու անվճար էլեկտրոնները շարժվում են միմյանց շուրջը, ստեղծելով ներքին էլեկտրական դաշտ: Նոր ներարկված անցքերը, այնուհետեւ վերափոխում են անվճար էլեկտրոնների հետ, երբեմն ավելորդ էներգիան ազատելով ֆոտոնների տեսքով, ինչը լույս է տեսնում LED- ի կողմից: Նման սպեկտրը համեմատաբար նեղ է, եւ քանի որ յուրաքանչյուր նյութ ունի տարբեր խմբի բացը, արտանետվող ֆոտոնների ալիքի երկարությունները տարբեր են, ուստի LED- ների գույները որոշվում են օգտագործված հիմնական նյութերով: