Жарықдиодты шамдардың жарық принципі

Барлығықайта зарядталатын жұмыс шамы, портативті кемпинг шамыжәнекөп функциялы фараЖарықдиодты шам түрін қолданыңыз. Диодты жарықтандыру принципін түсіну үшін алдымен жартылай өткізгіштер туралы негізгі білімді түсіну керек. Жартылай өткізгіш материалдардың өткізгіштік қасиеттері өткізгіштер мен оқшаулағыштар арасында болады. Оның ерекше ерекшеліктері: жартылай өткізгіш сыртқы жарық пен жылу жағдайларымен ынталандырылған кезде, оның өткізгіштік қабілеті айтарлықтай өзгереді; Таза жартылай өткізгішке аз мөлшерде қоспа қосу оның электр тогын өткізу қабілетін айтарлықтай арттырады. Кремний (Si) және германий (Ge) қазіргі заманғы электроникада ең көп қолданылатын жартылай өткізгіштер болып табылады, ал олардың сыртқы электрондары төрт. Кремний немесе германий атомдары кристалл түзгенде, көршілес атомдар бір-бірімен әрекеттеседі, сондықтан сыртқы электрондар екі атоммен ортақ болады, бұл кристалда коваленттік байланыс құрылымын құрайды, бұл шектеу қабілеті аз молекулалық құрылым. Бөлме температурасында (300K) жылулық қозу кейбір сыртқы электрондардың коваленттік байланыстан үзіліп, бос электрондарға айналуы үшін жеткілікті энергия алуына әкеледі, бұл процесс ішкі қозу деп аталады. Электрон бос электронға айналу үшін байланыспағаннан кейін коваленттік байланыста бос орын қалады. Бұл бос орын тесік деп аталады. Жартылай өткізгішті өткізгіштен ажырататын маңызды ерекшелік - тесіктің пайда болуы.

Фосфор сияқты аз мөлшерде бес валентті қоспа қосылған кезде, басқа жартылай өткізгіш атомдармен ковалентті байланыс түзгеннен кейін қосымша электрон пайда болады. Бұл қосымша электрон байланыстан құтылып, бос электронға айналу үшін өте аз энергияны қажет етеді. Мұндай қоспалы жартылай өткізгіш электрондық жартылай өткізгіш (N типті жартылай өткізгіш) деп аталады. Дегенмен, сыртқы қабатында тек үш электрон болғандықтан, ішкі жартылай өткізгіш атомдармен ковалентті байланыс түзгеннен кейін, оған аз мөлшерде үш валентті элементтік қоспаларды (мысалы, бор және т.б.) қосу кристалда бос орын тудырады. Мұндай қоспалы жартылай өткізгіш тесікті жартылай өткізгіш (P типті жартылай өткізгіш) деп аталады. N типті және P типті жартылай өткізгіштер біріктірілгенде, олардың түйіспесіндегі бос электрондар мен тесіктердің концентрациясында айырмашылық болады. Электрондар да, тесіктер де төменгі концентрацияға қарай диффузияланады, зарядталған, бірақ қозғалмайтын иондар қалдырады, бұл N типті және P типті аймақтардың бастапқы электрлік бейтараптығын бұзады. Бұл қозғалмайтын зарядталған бөлшектер көбінесе кеңістіктік зарядтар деп аталады және олар N және P аймақтарының шекарасына жақын жерде шоғырланып, PN түйіні деп аталатын өте жұқа кеңістіктік заряд аймағын құрайды.

PN түйіспесінің екі ұшына да тура ығысу кернеуі қолданылғанда (P-типті бір жағына оң кернеу), тесіктер мен бос электрондар бір-бірінің айналасында қозғалып, ішкі электр өрісін жасайды. Жаңадан енгізілген тесіктер бос электрондармен қайта бірігеді, кейде артық энергияны фотондар түрінде шығарады, бұл біз светодиодтар шығаратын жарық. Мұндай спектр салыстырмалы түрде тар, және әр материалдың әртүрлі жолақ аралығы болғандықтан, шығарылатын фотондардың толқын ұзындығы әртүрлі, сондықтан светодиодтардың түстері қолданылатын негізгі материалдармен анықталады.