发光二极管（LED）的发光原理
LED 是二极管的一种，其特点是当电流通过时会发光。其发光原理如下： 
1. 半导体材料和 PN 结：
- LED 由两种类型的半导体材料制成：n 型半导体（富含电子）和 p 型半导体（富含空穴，即带正电的电子空位）。
- 当 n 型和 p 型半导体连接时，就会形成一个 PN 结。
2. 正向偏置：
- 当电流从正极流向 LED 的负极时，称为正向偏置。
- 正向偏置时，p 型半导体中的空穴和 n 型半导体中的电子在 PN 结处相遇，并发生复合。
3. 电子-空穴复合和光子发射：
- 电子和空穴复合时会释放能量，该能量以光子的形式释放出来。
- 光子的能量取决于半导体材料，决定了 LED 发射光的颜色。
4. 半导体带隙：
- 半导体材料的带隙决定了复合时释放的光子的能量。
- 较大的带隙（如蓝光 LED）会产生更高能量（短波长）的光子，而较小的带隙（如红光 LED）会产生较低能量（长波长）的光子。
5. 载流子注入和电致发光：
- 正向偏置时，大量载流子（电子和空穴）被注入到 PN 结中。
- 这些载流子复合并释放光子，产生电致发光（EL）。
6. 流量控制：
- 通过调节流过 LED 的电流，可以控制发光强度和颜色。
- 通过增加电流，可以增加发光强度，但这也可能缩短 LED 的使用寿命。
总之，LED 发光原理涉及在正向偏置 PN 结中电子和空穴的复合，释放能量并产生光子。光子的能量和颜色由半导体材料的带隙决定。 |
