Соединение P-N может обеспечивать электрический ток при освещении. Аналогично, P-N-переход, проходящий через постоянный ток, может излучать светящиеся фотоны. Это два способа рассмотреть явление электролюминесценции. Во втором случае это можно определить как излучение света полупроводником при воздействии электрического поля. Носители заряда рекомбинируют на P-N-соединении, расположенном в прямом смещении. В частности, электроны в области N пересекают потенциальный барьер и рекомбинируют с дырками в области Р. Свободные электроны находятся в зоне проводимости, а дырки находятся в валентной зоне. Таким образом, уровень энергии пустот ниже, чем у электронов. Когда электроны и дырки рекомбинированы, часть энергии испускается в виде тепла и другая фракция в виде света.
Прямая поляризация P-N-перехода в светодиоде. Получение фотонов в результате рекомбинации между электронами и дырками (верхняя часть). Явление рекомбинации наблюдается на диаграмме энергетических зон (дно).
Таким образом, физическое явление, происходящее в PN-переходе с каналом смещения постоянного тока, состоит из последовательности электронно-полого рекомбинации. Явление рекомбинации сопровождается испусканием энергии. В обычных диодах германия или кремния образуются фононы или колебания кристаллической структуры полупроводника, которые просто способствуют его нагреву. В случае светодиодов полупроводниковые материалы отличаются от предыдущих, например, сплавов III-V различных типов, таких как арсенид галлия (AsGa), фосфид галлия (PGa) или фосфоарсенид галлий (PAsGa). В этих полупроводниках рекомбинация, развивающаяся в PN-переходах, устраняет избыточную энергию, излучающую светящиеся фотоны. Цвет излучаемого света напрямую зависит от длины волны и характерен для каждого бетонного сплава. В настоящее время изготавливаются сплавы, которые производят световые фотоны с длиной волны в широком диапазоне электромагнитного спектра в видимом, ближнем инфракрасном и ближнем ультрафиолете. То, что достигнуто с этими материалами, заключается в изменении ширины в запрещенных диапазонах энергии, таким образом изменяя длину волны излучаемого фотона. Если светодиод поляризован обратно пропорционально, явление рекомбинации не будет происходить и не будет излучать свет. Обратная поляризация может повредить диод.
Электрическое поведение диода с прямым диодом приведено ниже. Если напряжение поляризации увеличивается, от определенного значения (которое зависит от типа полупроводникового материала), светодиод начинает излучать фотоны, напряжение зажигания достигнуто. Электроны могут быть смещены через соединение, применяя различные напряжения к электродам; таким образом, инициируя излучение фотонов и по мере увеличения напряжения поляризации, интенсивность излучаемого света увеличивается. Это увеличение интенсивности света согласуется с увеличением тока и может быть уменьшено оже-рекомбинацией. Во время процесса рекомбинации электрон перескакивает из зоны проводимости в валентную зону, излучая фотон и получая, за счет сохранения энергии и импульса, более низкий уровень энергии ниже уровня Ферми материала. Процесс излучения называется радиационной рекомбинацией, что соответствует феномену спонтанного излучения. Таким образом, в каждой электронно-полой радиационной рекомбинации испускается фотон с энергией, равной ширине в энергиях запрещенной зоны:
Диаграмма светодиодной цепи с постоянным напряжением постепенно увеличивалась до тех пор, пока светодиод не начнет показывать.
где c - скорость света, а f и λ - частота и длина волны, соответственно, излучаемого света. Это описание основы излучения электромагнитного излучения светодиодом можно увидеть на рисунке, где схематическое представление PN-перехода полупроводникового материала составлено вместе с энергетической диаграммой, участвующей в процессе рекомбинации и светового излучения , в нижней части чертежа. Длина волны излучаемого света и, следовательно, его цвет зависит от ширины запрещенной зоны энергии. Наиболее важными субстратами, доступными для применения при световом излучении, являются GaAs и InP. Светодиоды могут снизить их эффективность, если их пики поглощения и спектральное излучение в зависимости от их длины волны очень близки, как и к уступам GaAs: Zn (арсенид галлия, легированного цинком) в качестве части света, который они испускают его внутренне.
Статья была сделана для ознакомления с такими лампами, как светодиоды купить которые можно у насна сайте по ссылке.