كيف تبعث شريحة LED الضوء؟

阅读中文    Read in English    Lire le Français    Leer Español    Leer  Español - México    Membaca Indonesia    日本語を読む    قراءة العربية

جدول المحتويات

1. كيف تعمل شريحة LED؟
2. العوامل المؤثرة على كفاءة عمل رقائق LED

1. كيف تعمل شريحة LED؟

مبدأ عمل رقائق LED هو استخدام خصائص المواد شبه الموصلة لإعادة تجميع الإلكترونات والثقوب من خلال جهد خارجي، وبالتالي توليد طاقة الفوتون. (يأخذك إلى فهم رقائق LED: التكنولوجيا والتطبيق والتطوير.)

على وجه التحديد، عملية عمل شريحة LED هي كما يلي:

في شريحة LED، يتم دمج أشباه الموصلات من النوع P وأشباه الموصلات من النوع N لتشكيل وصلة PN.
عند تطبيق جهد خارجي على الوصلة PN، تتدفق الإلكترونات من شبه الموصل من النوع N إلى شبه الموصل من النوع P، وتتدفق الثقوب من شبه الموصل من النوع P إلى شبه الموصل من النوع N.

تتحد الإلكترونات والثقوب مرة أخرى بالقرب من تقاطع PN وتطلق طاقة الفوتون.
يحدد الطول الموجي للفوتون لون الضوء.

2. تشمل العوامل التي تؤثر على كفاءة عمل رقائق LED ما يلي:

خصائص مواد أشباه الموصلات
هيكل تقاطع PN
حجم الجهد المطبق

أ، خصائص المواد شبه الموصلة

تشير المواد شبه الموصلة إلى المواد التي تكون موصليتها الكهربائية بين الموصلات والعوازل في درجة حرارة الغرفة. تشمل خصائص المواد شبه الموصلة بشكل رئيسي ما يلي:

الموصلية: تكون موصلية المواد شبه الموصلة بين الموصلات والعوازل، وتتغير مقاومتها بتغير درجة الحرارة.

هيكل نطاق الطاقة: يتكون هيكل نطاق الطاقة للمواد شبه الموصلة من نطاق تكافؤ ونطاق توصيل، ونطاق التكافؤ هو مستوى طاقة يمكن أن تشغله الإلكترونات، ونطاق التوصيل هو مستوى طاقة لا يمكن للإلكترونات أن تشغله.

الناقلات: هناك نوعان من الناقلات في المواد شبه الموصلة، وهي الإلكترونات والثقوب. الإلكترونات هي ناقلات سالبة الشحنة والثقوب هي ناقلات موجبة الشحنة.

المنشطات: يمكن تخدير المواد شبه الموصلة لتغيير موصليتها. يشير التطعيم إلى دمج ذرات عنصر واحد في بلورة عنصر آخر.

ب، هيكل تقاطع PN

تقاطع PN عبارة عن هيكل يتكون من أشباه الموصلات من النوع P وأشباه الموصلات من النوع N. يشير أشباه الموصلات من النوع P إلى أشباه الموصلات التي تحتوي على عدد كبير من الثقوب، ويشير أشباه الموصلات من النوع N إلى أشباه الموصلات التي تحتوي على عدد كبير من الإلكترونات.

عند واجهة تقاطع PN، سيتم تشكيل منطقة شحنة فضائية بسبب انتشار الإلكترونات والثقوب. لا توجد ناقلات حرة في منطقة الشحنة الفضائية، لذلك فهي تتمتع بمقاومة عالية.

ج، حجم الجهد المطبق

الانحياز الأمامي: عندما يكون الجهد المطبق انحيازًا للأمام، تتدفق الإلكترونات من شبه الموصل من النوع N إلى شبه الموصل من النوع P، وتتدفق الثقوب من شبه الموصل من النوع P إلى شبه الموصل من النوع N. تتحد الإلكترونات والثقوب مرة أخرى بالقرب من تقاطع PN وتطلق طاقة الفوتون. كلما زاد جهد التحيز الأمامي، زاد التيار المتدفق عبر تقاطع PN، وتم توليد المزيد من الضوء.

الانحياز العكسي: عندما يكون الجهد المطبق انحيازًا عكسيًا، تتدفق الإلكترونات من شبه الموصل من النوع P إلى شبه الموصل من النوع N، وتتدفق الثقوب من شبه الموصل من النوع N إلى شبه الموصل من النوع P. كلما زاد جهد التحيز العكسي، قل التيار المتدفق عبر تقاطع PN وقل الضوء الناتج.

الانهيار: عندما يتجاوز الجهد المطبق قيمة معينة، سوف ينهار الوصل PN، وسيزداد التيار المتدفق عبر الوصلة PN فجأة. سيؤدي الانهيار إلى إتلاف شريحة LED.

ولذلك، عند استخدام رقائق LED، يجب عليك الانتباه إلى حجم الجهد المطبق لتجنب إتلاف رقائق LED. (هل تفهم الفرق بين رقائق CSP وCOB LED؟)

لخص

تعد خصائص مادة أشباه الموصلات وهيكل تقاطع PN وحجم الجهد المطبق من العوامل المهمة التي تؤثر على تشغيل شريحة LED. يتيح لك فهم هذه العوامل الاستفادة بشكل أفضل من شرائح LED.