发光二极管工作原理及应用

1、发光二极管,二极管,二极管,单向导电 why,需要简单了解的东西,半导体 p型半导体 n型半导体 pn结,半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间,物质根据其导电能力（电阻率）分,1. 半导体,最常用的半导体材料,原子结构示意图,平面结构,立体结构,2. 本征半导体,本征半导体就是完全纯净的半导体(提纯的晶体,本征激发产生电子和空穴,自由电子,空穴,载流子,在外电场作用下,在外电场作用下,在外电场作用下,在外电场作用下,价电子填补空穴而使空穴移动，形成空穴电流,在外电场作用下,但是本征半导体中的自由电子和空穴的数量极少，所以可以在里面掺入微量杂质（元素），使其导电性能增强,所以就有了p型半导体和n

2、型半导体,p型半导体（掺入3个价电子元素,元素周期表,n型半导体（5价,元素周期表,pn结,p型半导体和n型半导体结合面的特殊薄层,18,平衡情况下的pn结,p型区,n型区,2)随着内电场由弱到强的建立,少子漂移从无到有,逐渐加强,而扩散运动逐渐减弱, 形成平衡的pn结,1)多子的扩散运动产生空间电荷区建立内电场,1、pn结(pn junction)的形成,多子的扩散,多子的扩散,动画演示,19,平衡情况下的pn结,2、内建电位差或内建电压：热平衡情况下，pn结的宽度一定，在pn结两端存在的电压,20,1、pn结的正向特性（外加正向电压,p,n,内电场,外电场,a、正向偏压的接法：p区接高电位

3、，n区接低电位,b、正向偏压削弱内电场，有利多子的扩散运动，使pn结空间电荷区变窄,c、正向偏压时，pn结为导通状态，外电路电流if很大，pn结呈现的正向电阻很小,pn结为导通状态,动画演示,21,d、反向偏压pn结为截止状态，外电路电流接近为o，pn结呈现的反向电阻很大,p,n,内电场,a、反向偏压的接法：p区接低电位，n区接高电位,b、反向偏压内电场增强，不利多子扩散运动，有利于少子的漂移运动，形成反向电流ir，ir很小，硅管为纳安数量级，锗管为微安数量级,i少子,pn结为截止状态,2、pn结的反向特性（外加反向电压,c、反向偏压，使pn结空间电荷区变宽,d、反向偏压pn结为截止状态，外电

4、路电流接近为o，pn结呈现的反向电阻很大,二极管,将pn结加上相应的电极引线和管壳，就成为二极管,23,二极管的伏安特性,外加正向电压很小时，正向电流很小几乎为0，正向电压超过一定数值时，二极管导通，电流增大很快。导通时，二极管两端会产生正向压降，硅管一般是0.60.7v，锗管约0.20.3v,发光二极管的工作原理,工作原理,半导体发光二极管的结构示意图,发光二极管（light emitting diode，led），是利用正向偏置pn结中电子与空穴的复合辐射发光的，是自发辐射发光,光的颜色视做成pn结的材料和发光的波长而定，而波长与材料浓度有关。如采用磷砷化镓可以发出红光或黄光；采用磷化镓 则发出绿光,元素周期表,led应用,1、 指示灯、信号灯,2 、数字显示用显示器,利用led进行数字显示，有点矩阵型和字段型两种方式,3、平面显示器,led用于平面显示，其优点是：led为固体元件，可靠性高，可以做大型显示器,4、光源,led除用做显示器件外，还可用做