Полупроводниковый кристалл многих светоизлучающих диодов припаян к нижней части конической выемки в металлическом держателе. Внутренние стороны углубления действуют как отражатель света, выходящего из сторон кристалла. Точка пайки образует одно из двух электрических соединений кристалла. В то же время он поглощает отработанное тепло, которое возникает из-за того, что полупроводниковый кристалл преобразует только часть электрической энергии в свет. Держатель с отражателем выполнен в виде провода с прямоугольным поперечным сечением, который служит в качестве электрического соединения. В отличие от обычных электронных компонентов, соединительная проволока не состоит из луженой меди, а из луженой стали. Теплопроводность стали сравнительно низкая. В результате полупроводниковый кристалл не разрушается перегревом при пайке компонента в печатную плату.
Верхняя сторона кристалла электрически соединена со второй стальной соединительной проволокой только тонким соединительным проводом, так что соединение очень мало покрывает светоизлучающую поверхность.
Катод (-) обозначается уплощением на воротнике корпуса. В случае совершенно новых светодиодов соединение катода также короче. Примечание: катод = короткий = край. Для большинства светоизлучающих диодов рефлектором является катод. В редких случаях структура меняется на противоположную. Что касается символа переключения (см. Ниже), правило состоит в том, что направление технического тока «указывается» стрелкой, которую анод (+) формирует по своей форме.
Высокоэффективные светоизлучающие диоды (H-LED) работают с токами выше 20 миллиампер. Существуют особые требования к теплоотдаче, которые выражаются в специальных конструкциях. Тепло может рассеиваться с помощью силовых проводов, отражающего желоба или теплоносителей, включенных в корпус светоизлучающего диода. Большинство H-светодиодов мощностью 1 Вт предназначены для монтажа на радиаторах. Высокая температура приводит непосредственно к снижению эффективности светодиодов и к долгосрочному сокращению срока службы, что является существенным недостатком для ламп накаливания.
Другая возможность - это прямая проводная связь светоизлучающего диодного чипа на плате (чип-борт) и последующая инкапсуляция силиконом. В торговле эти лампы называются «COB-LED».
Многоцветные светоизлучающие диоды состоят из нескольких (двух или трех) диодов в одном корпусе. Обычно они имеют общий анод или катод и разъем для каждого цвета. В двухконцевой версии два светодиодных чипа соединены антипараллельно. В зависимости от полярности загорается один или другой диод. Практически бесступенчатое изменение цвета может быть реализовано через переменное отношение ширины импульса подходящего переменного тока.Принцип действия
Основная структура светоизлучающего диода соответствует основной полупроводниковому диоду pn; Таким образом, светоизлучающие диоды обладают такими же основными свойствами, как эти. Большое различие заключается в использовании полупроводникового материала. В то время как не светящиеся диоды изготавливаются из кремния, реже из германия или селена, исходным материалом для светоизлучающих диодов является прямой полупроводник, обычно соединение галлия в качестве полупроводникового полупроводника III-V.
Когда напряжение подается на полупроводниковый диод в прямом направлении, электроны мигрируют с n-легированной стороны в p-n-переход. После перехода к р-легированной стороне электрон затем переходит в энергетически более благоприятную валентную зону. Этот переход называется рекомбинацией, поскольку его можно также интерпретировать как комбинацию электрона в зоне проводимости с дефектным электроном (дырой). Энергия, выделяемая во время рекомбинации, излучается непосредственно в прямом полупроводнике в виде света (фотона).
В дополнение к прямой радиационной рекомбинации также возможно участие экситонов и фононов, что приводит к несколько менее энергетическому излучению (цвет излучаемого света смещается на красноватый). Этот механизм играет определенную роль, в частности, в экситонном излучении в зеленых светодиодах светодиода фосфида галлия.
Лазерный диод, светодиодный резонатор (RCLED или RC-LED), а также органический светоизлучающий диод (OLED) являются конкретными вариантами, которые не учитываются непосредственно на светодиодах, но которые основаны на аналогичных рабочих принципы.