發光二極管 (LED) 發光原理

LED 是半(ban)導(dao)體(ti)器件，由兩層不同類型的半(ban)導(dao)體(ti)材料組成：

• P 型半導體：具有較多的空穴（帶正電的載流子）
• N 型半導體：具有較多的自由電子（帶負電的載流子）

當(dang)電流通向 LED 時，以(yi)下過(guo)程會發生：

1. 電子注入：電壓使電子從 N 型(xing)半導(dao)體注入 P 型(xing)半導(dao)體。

2. 空穴復合：注入的(de)電子與 P 型(xing)半導(dao)體的(de)空穴(xue)復合(he)。

3. 能量釋放：這種(zhong)復合會釋放(fang)出能(neng)量(liang)，以(yi)光(guang)子的形式釋放(fang)出來。光(guang)子的波長（顏色）取決(jue)于半導體材料的帶隙能(neng)量(liang)。

帶隙能量：

帶(dai)隙能(neng)量是半導體材料中(zhong)價帶(dai)和導帶(dai)之間(jian)的(de)能(neng)量差。電子從價帶(dai)躍遷到導帶(dai)需要克服這(zhe)個能(neng)量差。釋放出的(de)光子的(de)能(neng)量等于這(zhe)個帶(dai)隙能(neng)量。

電致發光效應：

LED 發光涉(she)及電致發光效應，即半導體(ti)材料在通電后發射光。當電子與空穴復合時，釋放(fang)的能量導致光的發射。

特性：

LED 發(fa)光具有以(yi)下特性：

• 單色性：LED 發射特定波長的光，取決于半導體材料。
• 高效率：LED 相對于傳統的白熾燈或熒光燈，能源效率更高。
• 壽命長：LED 的壽命通常為數萬小時，比白熾燈長得多。
• 小尺寸：LED 非常小，可以集成到各種電子設備和照明應用中。