LED原理及特性

发光原理

发光二管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图1所示。

假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。

理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即

λ≈1240/Eg（mm）

式中Eg的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。使用不普遍。

?特性

（1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的大值。超过此值，LED发热、损坏。

（2）大正向直流电流IFm：允许加的大的正向直流电流。超过此值可损坏二管。

（3）大反向电压VRm：所允许加的大反向电压。超过此值，发光二管可能被击穿损坏。

（4）工作环境topm:发光二管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二管将不能正常工作，效率大大降低。

（5）打开电源时，不会产生火花，从而在危险空间不会因火花而发生爆炸的可能，达到防爆的效果，所以叫防爆手电。