浅析发光二极管原理、优缺点及应用领域分析

发光二极管,通常称为LED，是在电子学世界里面的真正无名英雄。它们做了许多不同工作和在各种各样的设备都可以看见它的存在。

什么是二极管?

二极管是半导体设备中的一种最常见的器件，大多数半导体最是由搀杂半导体材料制成(原子和其它物质)，发光二极管导体材料通常都是铝砷化稼，在纯铝砷化稼中，所有的原子都完美的与它们的邻居结合，没有留下自由电子连接电流。当没有电压通过二极管时，电子就沿着过渡层之间的汇合处从N型半导体流向P型半导体，从而形成一个损耗区。

光是能量的一种形式，一种可以被原子释放出来。是由许多有能量和动力但没质量的微小粒子似的小捆组成的。这些粒子被叫做光子，是光的最基本单位。光子是因为电子移动才释放出来。电子在不同的轨函数有着不同等的能量。

当二极管的两端加上正向偏压，大部分电压就加到空间电荷区上。这时内建电场电压降低，打破了载流子的扩散漂移平衡：p区空穴向n区扩散、n区电子向p区扩散，等效于外加电场给n区注入空穴、给p区注入电子。

注入n区的空穴很快与电子复合辐射光子，注入p区的电子也很快与空穴复合辐射光子， pn结就在电场的作用下就不断的发光。在外加正向电压很小时，注入载流子的量极小，肉眼看不到发出的光；
只有当外加电压接近或超过内建电场电压时才会大量地注入载流子，这样就可以看见二极管发出明亮的光。

对于发光二极管，需要注入的电子和空穴尽快地复合，复合电流占总电流的比例越大发光效率越高，让电能更多地转化为光能而不是热能；而普通二极管一般需要注入的电子和空穴尽量少地复合。

自由电子从P型层通过二极管落入空的电子空穴。这包含从传导带跌落到一个更低的轨函数，所以电子就是以光子形式释放能量。这在任何二极管里都会发生的，在普通二极管里，半导体材料本身吸引大量的光能而结束。