Гэрэл ялгаруулах диод нь тусгай диод юм. Энгийн диодын нэгэн адил гэрэл ялгаруулах диодууд нь хагас дамжуулагч чипээс бүрддэг. Эдгээр хагас дамжуулагч материалыг p ба n бүтцийг бий болгохын тулд урьдчилан суулгасан эсвэл нэмэлт бодисоор хийдэг.
Бусад диодуудын нэгэн адил гэрэл ялгаруулах диод дахь гүйдэл нь p туйл (анод) -аас n туйл (катод) руу амархан урсах боловч эсрэг чиглэлд биш. Хоёр өөр тээвэрлэгч: нүх ба электронууд электродуудаас өөр өөр хүчдэлийн дор p ба n бүтэц рүү урсдаг. Нүх ба электронууд уулзаж, дахин нэгдэх үед электронууд нь энергийн доод түвшинд унаж, фотон хэлбэрээр энерги ялгаруулдаг (фотоныг бид ихэвчлэн гэрэл гэж нэрлэдэг).
Түүний ялгаруулж буй гэрлийн долгионы урт (өнгө) нь p ба n бүтцийг бүрдүүлдэг хагас дамжуулагч материалын зурвасын энергиээр тодорхойлогддог.
Цахиур ба германи нь шууд бус зурвасын материал учраас тасалгааны температурт эдгээр материал дахь электрон ба нүхний дахин нэгдэл нь цацрагийн бус шилжилт юм. Ийм шилжилт нь фотоныг ялгаруулдаггүй, харин энергийг дулааны энерги болгон хувиргадаг. Тиймээс цахиур, германий диод нь гэрэл ялгаруулж чадахгүй (тэдгээр нь тусгай өнцгөөр илрүүлэх ёстой маш бага тодорхой температурт гэрэл ялгаруулдаг, гэрлийн тод байдал нь тодорхойгүй байдаг).
Гэрэл ялгаруулах диодуудад хэрэглэгддэг материалууд нь бүгд шууд зурвасын материалууд тул энерги нь фотон хэлбэрээр ялгардаг. Эдгээр хориотой зурвасын энерги нь ойрын хэт улаан туяаны, харагдахуйц, эсвэл хэт ягаан туяаны ойролцоох зурвас дахь гэрлийн энергитэй тохирч байна.
Энэ загвар нь цахилгаан соронзон спектрийн хэт улаан туяаны хэсэгт гэрэл ялгаруулдаг LED-ийг дуурайлган хийдэг.
Хөгжлийн эхний үе шатанд галлий арсенид (GaAs) ашигладаг гэрэл ялгаруулах диодууд нь зөвхөн хэт улаан туяа эсвэл улаан гэрлийг ялгаруулж чаддаг байв. Материалын шинжлэх ухаан хөгжихийн хэрээр шинээр бүтээсэн гэрэл ялгаруулах диодууд нь илүү өндөр давтамжтай гэрлийн долгионыг ялгаруулж чаддаг. Өнөөдөр янз бүрийн өнгөт гэрэл ялгаруулах диод хийж болно.
Диодууд нь ихэвчлэн N төрлийн субстрат дээр бүтээгдсэн бөгөөд гадаргуу дээр нь P хэлбэрийн хагас дамжуулагч давхарга хуримтлагдаж, электродуудтай холбогддог. P төрлийн субстрат нь бага түгээмэл боловч бас ашиглагддаг. Олон арилжааны гэрэл ялгаруулах диодууд, ялангуяа GaN/InGaN нь индранил субстратыг бас ашигладаг.
LED үйлдвэрлэхэд ашигладаг ихэнх материал нь хугарлын өндөр үзүүлэлттэй байдаг. Энэ нь гэрлийн долгионы ихэнх хэсэг нь агаартай холбогдох хэсэгт буцаж материалд тусдаг гэсэн үг юм. Тиймээс гэрлийн долгионы олборлолт нь LED-ийн хувьд чухал сэдэв бөгөөд энэ сэдвээр маш их судалгаа, боловсруулалт хийдэг.
LED (гэрэл ялгаруулах диод) ба энгийн диодуудын хоорондох гол ялгаа нь тэдгээрийн материал, бүтэц бөгөөд энэ нь цахилгаан энергийг гэрлийн энерги болгон хувиргах үр ашигт ихээхэн ялгаатай байдалд хүргэдэг. LED нь яагаад гэрэл цацруулж, энгийн диод яагаад ялгаруулдаггүйг тайлбарлах хэд хэдэн гол санааг энд оруулав.
Төрөл бүрийн материал:LED нь галлиум арсенид (GaAs), галлийн фосфид (GaP), галлийн нитрид (GaN) гэх мэт III-V хагас дамжуулагч материалыг ашигладаг. Эдгээр материалууд нь шууд зурвасын зайтай тул электронууд шууд үсэрч, фотон (гэрэл) гаргах боломжийг олгодог. Энгийн диодууд нь ихэвчлэн цахиур эсвэл германийг ашигладаг бөгөөд тэдгээр нь шууд бус зурвасын зайтай байдаг бөгөөд электрон үсрэлт нь ихэвчлэн гэрлийн бус дулааны энерги ялгарах хэлбэрээр явагддаг.
Өөр өөр бүтэц:LED-ийн бүтэц нь гэрлийн үйлдвэрлэл, ялгаралтыг оновчтой болгох зорилготой юм. LED нь ихэвчлэн фотоныг үүсгэх, ялгаруулахын тулд pn уулзвар дээр тусгай нэмэлт бодис, давхаргын бүтцийг нэмж өгдөг. Энгийн диодууд нь гүйдлийг засах функцийг оновчтой болгох зорилготой бөгөөд гэрэл үүсгэхэд төвлөрдөггүй.
Эрчим хүчний зурвасын зөрүү:LED-ийн материал нь том зурвасын энергитэй бөгөөд энэ нь шилжилтийн үед электронуудаас ялгарах энерги нь гэрлийн хэлбэрээр харагдахуйц хангалттай өндөр байдаг гэсэн үг юм. Энгийн диодуудын материаллаг зурвасын энерги бага бөгөөд электронууд шилжих үед голчлон дулаан хэлбэрээр ялгардаг.
Гэрэлтэх механизм:LED-ийн pn уулзвар урагш хазайлттай байх үед электронууд n мужаас p муж руу шилжиж, нүхнүүдтэй дахин нэгдэж, гэрэл үүсгэхийн тулд фотон хэлбэрээр энерги ялгаруулдаг. Энгийн диодуудад электрон ба нүхний дахин нэгдэл нь голчлон цацрагийн бус рекомбинацын хэлбэрээр явагддаг, өөрөөр хэлбэл энерги нь дулаан хэлбэрээр ялгардаг.
Эдгээр ялгаа нь LED нь ажиллах үед гэрэл цацруулах боломжийг олгодог бол энгийн диодууд үүнийг хийх боломжгүй байдаг.
Энэ нийтлэлийг интернетээс авсан бөгөөд зохиогчийн эрх нь анхны зохиогчид хамаарна
Шуудангийн цаг: 2024 оны 8-р сарын 01-ний өдөр