Оглавление
1. Как работают светодиодные чипы?
2. Факторы, влияющие на эффективность светодиодных чипов.
1. Как работают светодиодные чипы?
Принцип работы светодиодных чипов основан на свойствах полупроводниковых материалов, которые генерируют энергию фотонов посредством электронно-дырочной рекомбинации под действием приложенного напряжения. Подробнее о светодиодных чипах: технология, применение и разработка.
Конкретно рабочий процесс светодиодных чипов выглядит следующим образом:
В светодиодном кристалле PN-переход образован соединением полупроводников P- и N-типа.
При подаче внешнего напряжения на PN-переход электроны перетекают из N-полупроводника в P-полупроводник, а дырки — из P-полупроводника в N-тип.
Электроны и дырки рекомбинируют вблизи PN-перехода, высвобождая энергию фотонов.
Длина волны фотонов определяет цвет света.
2. Факторы, влияющие на эффективность светодиодных чипов:
Характеристики полупроводниковых материалов
Структура PN-перехода
Величина приложенного напряжения
а. Характеристики полупроводниковых материалов
Полупроводниковые материалы – это материалы, проводящие электрический ток между проводниками и изоляторами при комнатной температуре. К основным характеристикам полупроводниковых материалов относятся:
Проводимость: Проводимость полупроводниковых материалов занимает промежуточное положение между проводимостью проводников и изоляторов, а их удельное сопротивление изменяется с температурой.
Зонная структура: Зонная структура полупроводниковых материалов состоит из валентной зоны и зоны проводимости. Валентная зона — это энергетический уровень, который могут занимать электроны, а зона проводимости — энергетический уровень, который электроны занимать не могут.
Носители заряда: В полупроводниковых материалах существует два типа носителей заряда: электроны и дырки. Электроны — это носители заряда с отрицательным зарядом, а дырки — носители заряда с положительным зарядом.
Легирование: Проводимость полупроводниковых материалов может изменяться путем легирования, которое заключается в введении атомов одного элемента в кристалл другого элемента.
б) Структура PN-перехода
PN-переход — это структура, образованная комбинацией полупроводников P- и N-типа. Полупроводник P-типа содержит большое количество дырок, а полупроводник N-типа — большое количество электронов.
На границе p-n-перехода образуется область пространственного заряда, обусловленная диффузией электронов и дырок. В области пространственного заряда отсутствуют свободные носители заряда, поэтому она обладает высоким удельным сопротивлением.
в) Величина приложенного напряжения
Прямое смещение: при подаче прямого напряжения электроны перетекают из полупроводника n-типа в полупроводник p-типа, а дырки — из полупроводника p-типа в полупроводник n-типа. Чем больше напряжение прямого смещения, тем больше ток, протекающий через p-n-переход, и, следовательно, больше света генерируется.
Обратное смещение: при приложении обратного смещения электроны перетекают из полупроводника p-типа в полупроводник n-типа, а дырки — из полупроводника n-типа в полупроводник p-типа. Чем больше напряжение обратного смещения, тем меньше ток, протекающий через p-n-переход, что приводит к уменьшению генерации света.
Пробой: когда приложенное напряжение превышает определённое значение, происходит пробой PN-перехода, и ток, протекающий через него, резко увеличивается. Пробой может привести к повреждению светодиодных кристаллов.
Поэтому при использовании светодиодных чипов следует обращать внимание на величину приложенного напряжения, чтобы избежать их повреждения. Понимаете ли вы разницу между светодиодными чипами CSP и COB?
Краткое содержание
Характеристики полупроводниковых материалов, структура PN-перехода и величина приложенного напряжения являются важными факторами, влияющими на работу светодиодных кристаллов. Понимание этих факторов может помочь в более эффективном использовании светодиодных кристаллов.
