U diodu emettitore di luce hè un diodu speciale. Cum'è i diodi ordinarii, i diodi emettitori di luce sò cumposti da chips semiconductor. Questi materiali semiconduttori sò pre-implantati o dopati per pruduce strutture p è n.
Cum'è l'altri diodi, u currente in u diodu emettitore di luce pò facilmente scorri da u polu p (anodu) à u polu n (cathode), ma micca in a direzzione opposta. Dui trasportatori diffirenti: i buchi è l'elettroni scorri da l'elettrodi à e strutture p è n sottu diverse tensioni di l'elettrodi. Quandu i buchi è l'elettroni si scontranu è ricumbinenu, l'elettroni cascanu à un livellu energeticu più bassu è liberanu energia in forma di fotoni (i fotoni sò ciò chì spessu chjamemu luce).
A lunghezza d'onda (culore) di a luce chì emette hè determinata da l'energia bandgap di i materiali semiconduttori chì custituiscenu e strutture p è n.
Siccomu u siliciu è u germaniu sò materiali bandgap indiretti, à a temperatura di l'ambienti, a recombinazione di l'elettroni è i buchi in questi materiali hè una transizione non radiativa. Tali transizzioni ùn liberanu micca fotoni, ma cunvertisce l'energia in energia di calore. Per quessa, i diodi di silicium è germanium ùn ponu micca emettenu luce (emettenu luce à una temperatura specifica assai bassa, chì deve esse rilevata à un angolo speciale, è a luminosità di a luce ùn hè micca evidenti).
I materiali utilizati in diodi emettitori di luce sò tutti materiali bandgap diretti, cusì l'energia hè liberata in forma di fotoni. Queste energie di bandi pruibiti currispondenu à l'energia luminosa in e bande infrared, visibili o quasi ultraviolette.
Stu mudellu simula un LED chì emette luce in a parte infrared di u spettru elettromagneticu.
In i primi stadi di u sviluppu, i diodi emettitori di luce chì utilizanu l'arsenidu di gallium (GaAs) puderanu solu emette luce infrarossa o rossa. Cù l'avanzamentu di a scienza di i materiali, i diodi emettitori di luce di novu sviluppu ponu emette onde luminose cù frequenze più alti è più alte. Oghje, diodi emettitori di luce di parechji culori ponu esse fatti.
I diodi sò generalmente custruiti nantu à un sustrato di tipu N, cù una strata di semiconductor di tipu P dipositu nantu à a so superficia è cunnessu cù l'elettrodi. I sustrati di tipu P sò menu cumuni, ma sò ancu usati. Parechji diodi emettitori di luce cummerciale, in particulare GaN / InGaN, utilizanu ancu sustrati di zaffiro.
A maiò parte di i materiali utilizati per fà i LED anu indici di rifrazione assai altu. Questu significa chì a maiò parte di l'onda di luce sò riflesse in u materiale à l'interfaccia cù l'aria. Per quessa, l'estrazione di l'onda di luce hè un tema impurtante per i LED, è assai di ricerca è sviluppu hè focu annantu à questu tema.
A principal diferenza trà i LED (diodi emettitori di luce) è i diodi ordinarii sò i so materiali è a struttura, chì porta à differenzi significati in a so efficienza in cunvertisce l'energia elettrica in energia luminosa. Eccu alcuni punti chjave per spiegà perchè i LED ponu emette luce è i diodi ordinarii ùn ponu micca:
Diversi materiali:I LED utilizanu materiale semiconductor III-V cum'è l'arsenidu di gallium (GaAs), gallium phosphide (GaP), gallium nitrure (GaN), etc. Sti materiali anu un bandgap direttu, chì permettenu l'elettroni per saltà direttamente è liberate photons (luce). I diodi ordinarii generalmente utilizanu silicium o germanium, chì anu un bandgap indirettu, è u saltu di l'elettroni si trova principalmente in forma di liberazione di energia di calore, invece di luce.
Struttura differente:A struttura di i LED hè pensata per ottimisà a generazione è l'emissione di luce. I LED di solitu aghjunghjenu dopants specifichi è strutture di strati à a junction pn per prumove a generazione è a liberazione di fotoni. I diodi ordinarii sò cuncepiti per ottimisà a funzione di rettifica di u currente è ùn anu micca focu annantu à a generazione di luce.
Bandgap di energia:U materiale di u LED hà una grande energia bandgap, chì significa chì l'energia liberata da l'elettroni durante a transizione hè abbastanza alta per appare in forma di luce. L'energia bandgap materiale di i diodi ordinali hè chjuca, è l'elettroni sò liberati principarmenti in forma di calore quand'elli passanu.
Meccanismo di luminescenza:Quandu u pn junction di u LED hè sottu preghjudiziu in avanti, l'elettroni si movenu da a regione n à a regione p, ricombinanu cù buchi, è liberanu energia in forma di fotoni per generà luce. In i diodi ordinarii, a recombinazione di l'elettroni è i buchi hè principalmente in forma di recombinazione non-radiative, vale à dì, l'energia hè liberata in forma di calore.
Queste sferenze permettenu à i LED di emette luce quandu travaglianu, mentre chì i diodi ordinarii ùn ponu micca.
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Tempu di post: Aug-01-2024