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高杆灯发光的根本原理

来源:丁先生 发布时间:2017-10-12 15:02:55
高杆灯为什么会发光呢,今天小编就给大家介绍一下高杆灯发光原理。一起去学习一下吧。
高杆灯能发光是依靠芯片上的PN结。当led加上正向电压时,PN结中N区带负电荷的自由电子在电场作用下被推向P区,并与P区中带正电荷的空穴复合。
复合时电子从能量较高的导电带跃迁到能量较低的价带,按照能量守恒原理,多余的能量必须以某种形式释放出来,就像把玻璃弹珠扔到碗里一样,多余的势能会以热量和“当当当”声音释放出来。
在led中,复台时产生的能量大部分以光子的形式发射出来,当光子数量足以激发人们的视觉时,我们就看到光了。电流越大,说明单位时间内复台的电子与空穴越多,发射的光子也越多,我们看到led就更亮了。
看到这里,细心的朋友也许会问:普通二极管里也是通过电子与空穴复合工作的,但普通二极管怎么就不发光呢?这个看似简单的问题,却折磨了科学家近半个世纪!直到近代的量子物理学才揭开了这个谜底。
原来,根据半导体材料中能量带结构的不同,可以分为间接能隙材料和直接能隙材料。例如:普通的硅、锗就属于间接能隙材料,砷化镓(GaAs)就属于直接能隙材料。在直接能隙材料中,电子可以直接从导电带跃迁到价带,同时把大部分多余的能量都以光子发射出来,因此容易发光,就像玻璃弹珠直接掉到碗底发出的声音就特别响亮。
在间接能隙材料中,电子在两个能带间跃迁时会产生晶格动量的变化,损耗了部分能量I这些能量多数被转换为热能),因此发光就弱,甚至不能发光,就像把玻璃弹珠沿着碗的边缘慢慢落下,发出的声音就会小得多。

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