LEDның яктырту принцибы

Барысы дакабат зарядланучы эш лампасы, күчмә кемпинг лампасыһәмкүп функцияле фараLED лампа төрен кулланыгыз. Диод светодиодының принципын аңлау өчен, башта ярымүткәргечләр турындагы төп белемнәрне аңларга кирәк. Ярымүткәргеч материалларның үткәрүчәнлек үзлекләре үткәргечләр һәм изоляторлар арасында урнашкан. Аның уникаль үзенчәлекләре: ярымүткәргеч тышкы яктылык һәм җылылык шартлары белән стимуллаштырылганда, аның үткәрүчәнлек сәләте сизелерлек үзгәрәчәк; Саф ярымүткәргечкә аз күләмдә катнашмалар өстәү аның электр үткәрү сәләтен сизелерлек арттыра. Кремний (Si) һәм германий (Ge) - заманча электроникада иң еш кулланыла торган ярымүткәргечләр, һәм аларның тышкы электроннары дүртәү. Кремний яки германий атомнары кристалл барлыкка китергәндә, күрше атомнар бер-берсе белән үзара тәэсир итешәләр, шуңа күрә тышкы электроннар ике атом арасында уртак була, бу кристаллда ковалент бәйләнеш структурасын барлыкка китерә, бу молекуляр структура, ул чикләү сәләте аз. Бүлмә температурасында (300K), җылылык кузгату кайбер тышкы электроннарның ковалент бәйләнештән аерылырга һәм ирекле электроннарга әйләнергә җитәрлек энергия алуына китерә, бу процесс эчке кузгату дип атала. Электрон ирекле электронга әйләнү өчен бәйләнмәгәннән соң, ковалент бәйләнештә вакансия кала. Бу вакансия тишек дип атала. Тишекнең тышкы кыяфәте - ярымүткәргечне үткәргечтән аерып торучы мөһим үзенчәлек.

Фосфор кебек аз күләмдә биш валентлы катнашма өстәлгәндә, башка ярымүткәргеч атомнары белән ковалент бәйләнеш барлыкка китергәннән соң, аның өстәмә электроны булачак. Бу өстәмә электронга бәйләнештән котылу һәм ирекле электронга әйләнү өчен бик аз энергия генә кирәк. Бу төр катнашма ярымүткәргеч электрон ярымүткәргеч (N-типтагы ярымүткәргеч) дип атала. Ләкин, тышкы катламда өч кенә электрон булганлыктан, эчке ярымүткәргечкә аз күләмдә өч валентлы элемент катнашмалары (мәсәлән, бор һ.б.) өстәү, тирә-юньдәге ярымүткәргеч атомнары белән ковалент бәйләнеш барлыкка китергәннән соң, кристаллда вакансия барлыкка китерәчәк. Бу төр катнашма ярымүткәргеч тишекле ярымүткәргеч (P-типтагы ярымүткәргеч) дип атала. N-типтагы һәм P-типтагы ярымүткәргечләр кушылганда, аларның тоташу урынында ирекле электроннар һәм тишекләр концентрациясендә аерма барлыкка килә. Электроннар да, тишекләр дә түбән концентрациягә таба тарала, N-типтагы һәм P-типтагы өлкәләрнең башлангыч электр нейтральлеген җимерә торган зарядлы, ләкин хәрәкәтсез ионнар кала. Бу хәрәкәтсез зарядлы кисәкчәләр еш кына космик зарядлар дип атала, һәм алар N һәм P өлкәләре чикләре янында тупланган, PN тоташуы дип аталган бик нечкә космик заряд өлкәсен барлыкка китерәләр.

PN тоташуының ике очына да туры юнәлешле көчәнеш бирелгәндә (P-типның бер ягына уңай көчәнеш), ​​тишекләр һәм ирекле электроннар бер-берсе тирәли хәрәкәтләнә, эчке электр кыры барлыкка китерә. Аннары яңа кертелгән тишекләр ирекле электроннар белән рекомбинацияләнә, кайвакыт артык энергияне фотоннар рәвешендә чыгара, бу без светодиодлар чыгарган яктылык. Мондый спектр чагыштырмача тар, һәм һәр материалның төрле зона аралыгы булганлыктан, чыгарылган фотоннарның дулкын озынлыклары төрле, шуңа күрә светодиодларның төсләре кулланылган төп материаллар белән билгеләнә.