發光二極管 (LED) 發光原理

LED 是半導體器件，由兩層不同類型的半導體材料組成：

• 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）

當電流通向 LED 時，以下過程會發生：

1. 電子注入：電壓使電子從 N 型半導體注入 P 型半導體。

2. 空穴復合：注入的電子與 P 型半導體的空穴復合。

3. 能量釋放：這種復合會釋放出能量，以光子的形式釋放出來。光子的波長（顏色）取決于半導體材料的帶隙能量。

帶隙能量：

帶隙能量是半導體材料中價帶和導帶之間的能量差。電子從價帶躍遷到導帶需要克服這個能量差。釋放出的光子的能量等于這個帶隙能量。

電致發光效應：

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

特性：

LED 發光具有以下特性：

• 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。