發光二極管的工作原理

1、PN結的形成

發光二極管的核心是PN結，它由P型半導體和N型半導體組成。P型半導體富含空穴（即缺少電子的位置），而N型半導體富含電子。當這兩種半導體材料結合在一起時，它們之間會形成一個耗盡區，也稱為空間電荷區，其中電子和空穴的濃度都很低。

2、正向電壓下的導電與發光

電子與空穴的注入：當在發光二極管的兩端施加正向電壓時，電子從N型半導體注入到耗盡區，而空穴從P型半導體注入到耗盡區。

電子與空穴的復合：在耗盡區內，電子和空穴會相互結合，形成電子-空穴對。這個過程中，多余的能量會以光子的形式釋放出來，即發光。

3、發光機制與顏色

輻射復合：發光二極管發光的關鍵機制是輻射復合。在輻射復合過程中，電子和空穴相遇后，能量以光子的形式釋放出來。這些光子的能量和波長取決于半導體材料的帶隙大小。

顏色決定：不同材料的帶隙決定了不同顏色的發光。例如，常見的紅色發光二極管的帶隙為1.8~2.2電子伏特（eV），所以發出的是紅光。通過調整半導體材料的帶隙，可以制造出不同顏色的發光二極管。

4、發光效率與亮度

發光二極管的發光亮度取決于多種因素，包括注入電流、材料的發光效率、結構設計等。為了提高發光效率和亮度，可以采用特殊的結構設計，如SLD（表面發射型）發光二極管，它采用了特殊的透鏡和反射層設計，使得光線能夠從LED的表面直接射出，提高了發光效率和亮度。

發光二極管幾伏電壓才能發光

1、紅光、黃光、黃綠光、橙光

這些顏色的發光二極管點亮電壓相對較低，通常在2伏左右。具體來說，紅光LED的電壓范圍可能在1.6伏至2.4伏之間，而黃光LED的電壓則可能稍低或稍高，但一般也在這個范圍內。

2、白光、翠綠光、藍光、粉紅光

這些顏色的發光二極管點亮電壓相對較高，一般在3伏左右。藍光和白光LED的電壓范圍可能更寬，從3伏到4伏不等，具體取決于LED的具體類型和制造商。

發光二極管有什么顏色

1、紅色：紅色LED是最早被商業化的LED之一，它們通常使用鋁鎵砷（AlGaAs）或鋁鎵磷（AlGaP）等材料制成。

2、綠色：綠色LED的制造相對復雜，但在過去幾十年里已經取得了顯著的進步。它們通常使用銦鎵氮化物（InGaN）或鋁鎵磷（AlGaP）等材料。

3、藍色：藍色LED的發明是LED技術的一個重要里程碑，因為它使得制造白光LED成為可能。藍色LED通常使用銦鎵氮化物（InGaN）材料。

4、白色：白色LED通常不是直接發出白光，而是通過藍光LED激發黃色熒光粉來產生白光。這種組合可以產生不同色溫（如暖白、中性白和冷白）的白光。

5、紫外線：紫外線LED使用特殊的半導體材料制成，能夠發出紫外線光。這些LED在醫療、消毒和水處理等領域有廣泛應用。

6、其他顏色：除了上述基本顏色外，LED還可以發出其他顏色，如橙色、黃色、粉色、青色、紫色等。這些顏色通常是通過調整半導體材料的成分或添加熒光粉來實現的。