Parimi i ndriçimit të LED-it

Të gjithadritë pune e rikarikueshme, dritë portative kampingudhellambë shumëfunksionalePërdorni llojin e llambës LED. Për të kuptuar parimin e diodës LED, së pari duhet të kuptoni njohuritë themelore të gjysmëpërçuesve. Vetitë përçuese të materialeve gjysmëpërçuese janë midis përçuesve dhe izolatorëve. Karakteristikat e tij unike janë: kur gjysmëpërçuesi stimulohet nga kushtet e dritës dhe nxehtësisë së jashtme, aftësia e tij përçuese do të ndryshojë ndjeshëm; Shtimi i sasive të vogla të papastërtive në një gjysmëpërçues të pastër rrit ndjeshëm aftësinë e tij për të përçuar energji elektrike. Silici (Si) dhe germaniumi (Ge) janë gjysmëpërçuesit më të përdorur në elektronikën moderne, dhe elektronet e tyre të jashtme janë katër. Kur atomet e silicit ose germaniumit formojnë një kristal, atomet fqinje bashkëveprojnë me njëri-tjetrin, në mënyrë që elektronet e jashtme të ndahen nga dy atomet, gjë që formon strukturën e lidhjes kovalente në kristal, e cila është një strukturë molekulare me aftësi të vogël kufizimi. Në temperaturën e dhomës (300K), ngacmimi termik do të bëjë që disa elektrone të jashtme të marrin energji të mjaftueshme për t'u shkëputur nga lidhja kovalente dhe për t'u bërë elektrone të lira, ky proces quhet ngacmim i brendshëm. Pasi elektroni të lirohet për t'u bërë një elektron i lirë, mbetet një boshllëk në lidhjen kovalente. Kjo boshllëk quhet vrimë. Pamja e një vrime është një tipar i rëndësishëm që dallon një gjysmëpërçues nga një përçues.

Kur një sasi e vogël papastërtie pentavalente siç është fosfori i shtohet gjysmëpërçuesit intrinsik, ai do të ketë një elektron shtesë pasi të formojë një lidhje kovalente me atome të tjerë gjysmëpërçues. Këtij elektroni shtesë i duhet vetëm një energji shumë e vogël për t'u çliruar nga lidhja dhe për t'u bërë një elektron i lirë. Ky lloj gjysmëpërçuesi papastërtie quhet gjysmëpërçues elektronik (gjysmëpërçues i tipit N). Megjithatë, shtimi i një sasie të vogël papastërtish elementare trivalente (si bori, etj.) në gjysmëpërçuesin intrinsik, për shkak se ka vetëm tre elektrone në shtresën e jashtme, pasi të formojë një lidhje kovalente me atomet gjysmëpërçuese përreth, do të krijojë një vend të lirë në kristal. Ky lloj gjysmëpërçuesi papastërtie quhet gjysmëpërçues me vrima (gjysmëpërçues i tipit P). Kur gjysmëpërçuesit e tipit N dhe të tipit P kombinohen, ka një ndryshim në përqendrimin e elektroneve të lira dhe vrimave në kryqëzimin e tyre. Si elektronet ashtu edhe vrimat shpërndahen drejt përqendrimit më të ulët, duke lënë pas jone të ngarkuara por të palëvizshme që shkatërrojnë neutralitetin elektrik origjinal të rajoneve të tipit N dhe tipit P. Këto grimca të ngarkuara të palëvizshme shpesh quhen ngarkesa hapësinore dhe ato përqendrohen pranë ndërfaqes së rajoneve N dhe P për të formuar një rajon shumë të hollë të ngarkesës hapësinore, i cili njihet si kryqëzimi PN.

Kur një tension i polarizimit përpara aplikohet në të dy skajet e kryqëzimit PN (tension pozitiv në njërën anë të tipit P), vrimat dhe elektronet e lira lëvizin rreth njëra-tjetrës, duke krijuar një fushë elektrike të brendshme. Vrimat e sapoinjektuara më pas rikombinohen me elektronet e lira, duke lëshuar ndonjëherë energji të tepërt në formën e fotoneve, që është drita që shohim të emetuar nga LED-et. Një spektër i tillë është relativisht i ngushtë, dhe meqenëse çdo material ka një boshllëk të ndryshëm brezash, gjatësitë e valëve të fotoneve të emetuara janë të ndryshme, kështu që ngjyrat e LED-eve përcaktohen nga materialet bazë të përdorura.