ทำไม LED ต้องเป็นไดโอด

ฉันรู้ว่า LED ย่อมาจาก Light Emitting Diode; แต่ทำไมส่วนประกอบนี้จำเป็นต้องเป็นไดโอดเพื่อเปล่งแสง?

คำถามของฉันสมมติว่า "ไฟ LED" ที่เราเห็นทุกที่ (สำหรับแสงหน้าจอและอื่น ๆ ) เป็นไดโอดจริง ๆ แล้วสมมติฐานนี้อาจผิด

คำตอบที่มีอยู่พลาดแกนของคำถาม

LED จะต้องเป็นไดโอดโดยเฉพาะเนื่องจากวิธีที่ผู้ให้บริการชาร์จรวมกันในชุมทางไดโอดไปข้างหน้าลำเอียงปล่อยปริมาณพลังงานที่ถูกต้องเพื่อสร้างโฟตอนในช่วงที่มองเห็น การส่งกระแสผ่านชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ที่ไม่มีจุดแยกไดโอดจะทำให้เกิดความร้อน

สิ่งสำคัญคือประสิทธิภาพที่เซมิคอนดักเตอร์เป็นวัสดุช่องว่างโดยตรงของวงดังนั้นพลังงานจะไม่สูญเสียไปกับโฟนิคอน (การสั่นสะเทือนของคริสตัล - ความร้อน) มากกว่าโฟตอน

ไดโอดซิลิคอนปกติจะเปล่งแสงเช่นกัน แต่เนื่องจากช่องว่างของวงอยู่ในระดับต่ำเกินไปโฟตอนที่ปล่อยออกมาอยู่ในช่วงอินฟราเรดและมองไม่เห็นด้วยตา นอกจากนี้ซิลิคอนยังเป็นวัสดุช่องว่างทางอ้อมซึ่งลดประสิทธิภาพในการผลิตโฟตอนได้อย่างมาก

ทำไมส่วนประกอบนี้จำเป็นต้องเป็นไดโอดเพื่อเปล่งแสง

จากการอนุรักษ์พลังงานการปล่อยแสงหมายถึงกำลังไฟฟ้า เป็นเรื่องปกติที่จะส่งพลังงานไฟฟ้าผ่านสายไฟสองเส้นดังนั้นเครื่องส่งแสงที่ใช้พลังงานไฟฟ้าที่ง่ายที่สุดจะมีขั้วต่อสายไฟสองขั้วนั่นคือไดโอด

เซมิคอนดักเตอร์สองขั้วแทนที่หลอดสองขั้ว (สูญญากาศหรือเติมก๊าซ) ที่มีขั้วไฟฟ้าสองอันซึ่งเรียกว่า 'ไดโอด' และชื่อนั้นติดอยู่ Electroluminescent ของปีกลายเป็นเซมิคอนดักเตอร์ที่ให้แสง แต่ไม่ได้ผลิตในสายการประกอบเทคโนโลยีชั้นสูงที่ผลิตไดโอดอิเล็กทรอนิกส์ดังนั้นจึงไม่ได้เรียกว่าไดโอด

อุปกรณ์ "LED" สีขาวรอบตัวคุณไม่ใช่ไดโอดสารกึ่งตัวนำที่เรียบง่าย แต่เป็นโครงสร้างที่มีไดโอดและฟอสเฟอร์ที่ให้แสงสีขาวที่มีประโยชน์จำนวนมากมีไดโอดเปล่งสีน้ำเงินและฟอสฟอเรสต์สีแดง / ส้ม / เหลือง / เขียว เลนส์และคุณสมบัติอื่น ๆ สำหรับการปล่อยแสงที่มีประสิทธิภาพเป็นเรื่องปกติ ไฟ LED ไม่เหมือนกับไดโอดตัวอื่น ๆ ยกเว้นว่ามีสองสายหรือขั้วต่อที่เชื่อมต่ออยู่

LED ย่อมาจาก Light Emitting Diode; แต่ทำไมส่วนประกอบนี้จำเป็นต้องเป็นไดโอดเพื่อเปล่งแสง?

เนื่องจากไฟ LED เป็นไดโอดซึ่งมีคุณสมบัติเหมือนกันกับไดโอดโซลิดสเตตทั่วไป

คำถามของฉันสมมติว่า "ไฟ LED" ที่เราเห็นทุกที่ (สำหรับแสงหน้าจอและอื่น ๆ ) เป็นไดโอดจริง ๆ แล้วสมมติฐานนี้อาจผิด

สมมติฐานของคุณถูกต้อง

ไดโอดเป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความต้านทานต่ำในทิศทางเดียว มันเป็นอุปกรณ์อิเล็กโทรดคู่ (ขั้วบวกและแคโทด) ที่อิเล็กตรอนไหลจากแคโทดไปยังขั้วบวกเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าต่ำและกระแสอิเล็กตรอนหลักคือการไหลของสื่อกระแสไฟฟ้าสูงจากขั้วบวกไปยังแคโทด

ไดโอดที่พบมากที่สุดทำจากวัสดุสารกึ่งตัวนำตกผลึก (เช่นซิลิโคน, เจอร์เมเนียมและแกลเลียมอาร์เซไนด์, อินเดียมฟอสไฟด์, ไพลิน, และควอตซ์) ซึ่งเจือด้วยสารปนเปื้อน p และ n ซึ่งแยกจากกัน

ไดโอดนั้นมีหลายประเภทและมีคุณสมบัติหลากหลาย มันเป็นคุณสมบัติของสารเจือปน p และ n และส่งผลต่อลักษณะของแรงดันไฟฟ้าของจุดแยก pn ที่แยกไดโอดชนิดหนึ่งออกจากกัน

ข้างต้นนำไปใช้กับไดโอดทั้งหมดรวมถึงไฟ LED

ในไฟ LED สารเจือมีคุณสมบัติ electroluminescence เมื่ออิเล็กตรอนข้ามทางแยก pn อิเล็กตรอนจำนวนมากจะถูกเปลี่ยนเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมที่เรียกว่าโฟตอน

ไดโอดเปล่งแสงนั้นเรียกว่าไดโอดเพราะไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ที่แน่นอนที่ปล่อยโฟตอนในรูปแบบของ UV แสงที่มองเห็นและ IR

ไดโอดเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ง่ายที่สุด และอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่ง่ายที่สุดยังสามารถสร้างแสงได้ Voila! ไดโอดเปล่งแสง! เราอาจเรียกได้ว่าเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เปล่งแสง (LES) แต่นั่นอาจจะฟังดูเหมือนชื่อจริง ... ดังนั้นไม่เจ๋ง

[แก้ไข] จากความคิดเห็นด้านล่างมีอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ไม่มีไดโอด อย่างไรก็ตามพวกเขาดูเหมือนจะเป็นเซ็นเซอร์และไม่ปล่อยแสง โมดูล peltier ถ่ายโอนความร้อน แต่ไม่ได้สร้างขึ้น ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เปล่งแสงอาจถูกสร้างขึ้นในอนาคตซึ่งไม่ใช่ไดโอด อย่างไรก็ตามอาจเป็นไปได้ที่จะมีชื่อใหม่ (ไม่ใช่ไดโอดหรือ LED)

ดังนั้นในหน้าจอทีวีและที่อื่น ๆ หากเรียกว่า LED แสง (ส่วนที่มองเห็นหรือมองไม่เห็นของสเปกตรัม) มีต้นกำเนิดมาจาก LED มันเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการผลิต แน่นอนว่าอาจมี "ไฟ LED ปลอม" ... หลอดนีออนหรือหลอดไส้เล็ก ๆ ที่ดูเหมือนไฟ LED ฉันได้เห็นสิ่งต่าง ๆ ในการตกแต่งไฟคริสต์มาสและราคาถูกกว่าของจริงเล็กน้อย