什麼是 LED 燈? – 構造、工作原理、優點和應用
LED 燈
一種基於**電致發光原理**發光的光電器件被稱為**LED(發光二極體)燈**。
電致發光是指電場與合適的固體相互作用而產生的光發射。1962年,人們注意到正向偏置的砷化鎵結被發現是輻射的高效發射器。

對於電致發光 PN 結,當以正向偏置時,一些耗散的能量被轉換為光,因此,它們也被稱為**半導體燈**。
LED 燈的構造
LED 燈的構造使用以下半導體材料:
磷化鎵(綠色/紅色)
磷化砷化鎵(黃色/紅色)
氮化鎵(白色)

為了構建 LED 燈,在 N 型半導體層上放置一層 P 型半導體材料。在 P 型層上使用金屬膜為器件提供陽極連線。類似地,在 N 型層上形成金膜以提供陰極連線。金膜還提供來自器件底表面的光反射。這提高了 LED 燈的效率。上圖顯示了 LED 燈的基本構造。
LED 燈的工作原理
當在正向偏置下向 LED 燈施加直流電源時,多數載流子開始漂移,即電子向正極漂移,空穴向電源的負極漂移。在 PN 結處,電子和空穴發生複合,由於這些載流子的複合,能量以熱或光的形式釋放。
諸如磷化鎵 (GaP)、磷化砷化鎵 (GaAsP)、氮化鎵 (GaN) 等半導體材料在 PN 結處電子和空穴複合時會發出光。這些半導體材料中的電子透過發射光子來損失能量。如果半導體材料是半透明的,則在 PN 結處發射的光將被轉移到外部。這樣,LED 燈就會發光。
LED 燈的優點
使用 LED 燈的優點如下:
執行成本非常低。
體積小巧。
LED 燈易於控制光線。
可以在 LED 燈中實現遠端開關和控制。
LED 燈的使用壽命更長,可達 100000 小時。
LED 燈節能且功耗低。
這些燈機械強度高。
LED 燈提供出色的顯色性。
這些燈環保,因為不含任何有毒物質。
LED 燈的缺點
以下是使用 LED 燈的一些缺點:
LED 燈的初始成本很高。
由於 LED 燈是半導體器件。因此,它們對溫度敏感且依賴於溫度。
LED 燈需要直流電源,因此燈電路中需要整流單元。
LED 燈產生的強光會影響昆蟲。
LED 燈的應用
LED 燈用於以下應用:
用於家庭和商業照明。
用作指示燈。
用作雙色指示燈。
LED 燈還用作控制面板中的故障指示燈。
在顯示屏上。
用於裝飾照明。
在手機和手錶螢幕中。
用作汽車前照燈。
LED 燈還用於不同行業中的各種儀器。
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