Принцип действия светодиода
26 Октября 2014
В основе работы светодиода (LED), твердотельного полупроводникового источника света, лежит превращение электрической энергии в свет.
На самом элементарном уровне это представляет собой: перемещение электрона с одного уровня на другой с выделением энергии. По закону сохранения эта энергия должна быть скомпенсирована – внутри диода она превращается из электрической энергии в излучение. Почти все излучение приходится на видимую часть спектра, и лишь небольшая часть на ИК область, которая рассеивается в качестве тепла.
Разбираясь в принципе действия светодиода, следует рассмотреть строение светодиода: светодиод состоит из двух полупроводниковых областей: положительно заряженной p-области и отрицательно заряженной n-области, см. рисунок 1
В p-области наблюдается нехватка электронов, а в n-области, наоборот, их избыток. Если приложить напряжение к этим двум областям, будет протекать ток – начнется движение электронов через p-n переход высвобождается энергия в виде квантов света – фотонов в видимой области спектра. Чем больше уровень высвобождаемой энергии, тем меньше длина волны. Фотоны с малой энергией соответствуют ИК-излучению, с ростом энергии цвет излучения будет меняться от насыщенного красного к желтому, зеленому, голубому и синему вплоть до УФ-части спектра. В сущности, пройдя все цвета радуги.
Белый свет и RGB светодиоды (красный, зеленый и синий).
Белый светодиод состоит из синего кристалла и желтого люминофора, см. рисунок 2.
На самом элементарном уровне это представляет собой: перемещение электрона с одного уровня на другой с выделением энергии. По закону сохранения эта энергия должна быть скомпенсирована – внутри диода она превращается из электрической энергии в излучение. Почти все излучение приходится на видимую часть спектра, и лишь небольшая часть на ИК область, которая рассеивается в качестве тепла.
Разбираясь в принципе действия светодиода, следует рассмотреть строение светодиода: светодиод состоит из двух полупроводниковых областей: положительно заряженной p-области и отрицательно заряженной n-области, см. рисунок 1
В p-области наблюдается нехватка электронов, а в n-области, наоборот, их избыток. Если приложить напряжение к этим двум областям, будет протекать ток – начнется движение электронов через p-n переход высвобождается энергия в виде квантов света – фотонов в видимой области спектра. Чем больше уровень высвобождаемой энергии, тем меньше длина волны. Фотоны с малой энергией соответствуют ИК-излучению, с ростом энергии цвет излучения будет меняться от насыщенного красного к желтому, зеленому, голубому и синему вплоть до УФ-части спектра. В сущности, пройдя все цвета радуги.
Белый свет и RGB светодиоды (красный, зеленый и синий).
Белый светодиод состоит из синего кристалла и желтого люминофора, см. рисунок 2.
Генерация синих фотонов происходит внутри кристалла полупроводника, затем они проходят слой люминофора, и часть из них преобразуется в желтые фотоны. При смешении желтого и синего цветов получается белый свет. Также возможно получать белый свет с помощью красного, зеленого и синего светодиодов. Такие светодиодные матрицы называются RGB-системами. Обычно RGB-системы используются для создания различных цветосветовых эффектов.
Используя их, можно получить любой цвет внутри цветового треугольника, см. рисунок 3.
← Назад к списку новостей
