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LED显示屏的发光原理

发布时间:2012-12-12 8:52:03    点击量:1017

纯净半导体的能级图,在温度为绝对零度时满带中的电子没有足够的能量越过禁带进入导带,因而呈现绝缘状态。随着温度的升高,一般在室温下就有一部分电子具有越过禁带的能量,到达导带,同时留下一个空位形成空穴,从而呈现弱导电性,即本征性导电。

半导体材料中掺人杂质后,施主杂质的能级接近导带,受主杂质的能级接近满带。施主杂质中的电子极易进入导带,受主杂质极易从满带中获取电子使满带中形成空穴当在PN 结上施加正向电压时,由于结位垒的降低,使电子自N型半导体进入P型半导体,而空穴自P型半导体进入N型半导体,从而形成了少数载流子的注入。随着注入少数载流子的复合,其能量也从高能级返回至低能级,所释放出来的能量可以转化成各种形式,最常见的是以热能的形式释放。从电路的观点来看,释放出来的能量等于PN结正向电流与正向电压之积再乘以时间。有一部分半导体材料在注入少数载流子复合时,会以光的形式释放能量,产生半导体发光现象。

半导体发光可以进一步区分为两种类型.一种是电子直接从导带跃迁至满带与空穴复合而发光。另一种是在杂质能级EnEh之间的复合发光,导带中的电子先跃迁到施主杂质能级En上,再跃迁到Eh上与空穴复合而发光,称为间接发光。LED器件多采用间接发光半导体材料制成。

半导体发光的光波波长满足:

λ1239 81△E(nm)

其中△E为禁带宽度,单位为电子伏特(eV)。因为可见光的波长在700 nm以下,所以用于LED器件的半导体材料的禁带宽度应该在177eV以上。此外,选择不同的半导体材料,有个同的禁带宽度,这就可以制成发出不同颜色光线的LED器件。GaP是一种常用于制造LED器件的半导体材料,在GaP中掺入ZnO时可制成红色LED器件,再掺人Te后可制成绿色LED

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