LED發光理論

發光二極體,通常稱為LED。發光二極體只是一個微小的電燈泡。但不像常見的白熾燈泡,發光二極體沒有燈絲,而且又不會特別熱,它單單是由半導體材料裏的電子移動而使它發光。因為發光二極體沒有燈絲會燒壞,所以壽命就更長。並且發光二極體的小小塑性燈泡使得發光二極體更持久耐用,再加上LED可以更加容易適合現在的電子電路。傳統白熾燈的發光過程包含了產生大量熱量,這完全是浪費能源。發光二極體所發出的熱非常少,相對來說,越多電能直接發光就是越大程度上減少對電能的需求。



光是能量的一種形式,一種可以被原子釋放出來。是由許多有能量和動力但沒品質的微小粒子似的小捆組成的。這些粒子被叫做光子,是光的最基本單位。光子是因為電子移動才釋放出來。在原子中,電子在原子的四周圍以軌道形式移動。電子在不同的軌函數有著不同等的能量。通常來說,有著更大能量的電子以軌道移動遠離了核子。當電子從一個更低的軌道跳到一個更高的軌道,能量水準就增高,反過來,當從更高軌函數跌落到更低的軌函數裏時電子就會釋放能量。能量是以光子形式釋放出來的。更高能量下降釋放更高能量的光子,它的特點在於它的高頻率。

自由電子從P型層通過二極體落入空的電子空穴。這包含從傳導帶跌落到一個更低的軌函數,所以電子就是以光子形式釋放能量。這在任何二極體裏都會發生的,當二極體是由某種物質組成的時候,你只是可以看見光子。在標準矽二極體的原子,比如說,當電子跌落到相對短距離原子是以這樣的方式排列。結果,由於電子頻率這麼低的情況下人的眼睛是無法看得到的。

可見光LED,比如用在數位顯示式時鐘的,間隙的大小決定了光子的頻率,換句話說就是決定了光的色彩。當所有二極體都發出光時,大多數都不是很有效的。在普通二極體裏,半導體材料本身吸引大量的光能而結束。發光二極體是由一個塑性燈泡覆蓋集中燈光在一個特定方向。

半導體零件的價格在過去10年中已經大幅度地降低,相信未來發光二極體在更廣泛的應用下,是一個更划算的照明選擇。

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