發光二極管 (LED) 的原理

LED（發光(guang)(guang)二極管）是一種半導體器(qi)件，當(dang)有電流通過時會(hui)發光(guang)(guang)。其(qi)原理如下：

1. 半導體材料：

LED 由兩種半導體材料制成，一種是 P 型(xing)（富含正電荷載流子），另一種是 N 型(xing)（富含負電荷載流子）。

2. P-N 結：

當(dang) P 型(xing)和 N 型(xing)半導體連(lian)接在(zai)一起時(shi)，在(zai)它們的交界(jie)處形成一個 P-N 結。該結有一個耗盡區，其中幾乎沒有可用電荷載流(liu)子。

3. 正向偏置：

當將正電壓(ya)施加(jia)(jia)到 P 型(xing)材料(liao)上，負電壓(ya)施加(jia)(jia)到 N 型(xing)材料(liao)上時(shi)，LED 進(jin)入正向(xiang)(xiang)偏置狀態(tai)。這導致耗盡區(qu)變(bian)窄，允許電子從 N 型(xing)材料(liao)流(liu)向(xiang)(xiang) P 型(xing)材料(liao)，而(er)空穴從 P 型(xing)材料(liao)流(liu)向(xiang)(xiang) N 型(xing)材料(liao)。

4. 載流子復合：

當(dang)電子和空穴(xue)在耗盡區相遇時(shi)，它們會復合(he)(he)。復合(he)(he)過程釋放(fang)能量以光(guang)子的(de)形式(shi)發射。

5. 發光：

發(fa)出(chu)的(de)光子的(de)波(bo)長和顏(yan)色取決于半導(dao)體材料的(de)帶(dai)隙(xi)。不(bu)同(tong)的(de)材料具(ju)有不(bu)同(tong)的(de)帶(dai)隙(xi)，因此可(ke)以發(fa)出(chu)不(bu)同(tong)顏(yan)色的(de)光。

6. 低能耗：

LED 在發光時消耗的(de)能量非(fei)常低，這(zhe)使得它們成為節能照(zhao)明選擇。

LED 的特點：

• 低能耗
• 長使用壽命
• 體積小
• 防震
• 可發出各種顏色
• 可用于各種照明和顯示應用