LED原理培训教程1

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1、發光二極管簡介惠州富济先进材料有限公司LED导电胶、硅胶、陶瓷板等原材料供应商联系人：王先生联系电话：18902623166第一章：LED原理简介惠州富济先进材料有限公司LED导电胶、硅胶、陶瓷板等原材料供应商联系人：王先生联系电话：18902623166發光二極管特性發光二極管簡稱LED(LightEmittingDiode)LED優點重量輕,體積小壽命比燈泡長十倍以上耗電量比燈泡低1/3以上點燈速度快色彩鮮明,辨識性優耐震動惠州富济先进材料有限公司LED导电胶、硅胶、陶瓷板等原材料供应商联系人：王先生联系电话：18902623166半

2、導體概述導電性介於導體與絕緣體之間電阻因溫度或摻質濃度而改變半導體以自由電子或空穴為導電載子P型半導體以空穴導電N型半導體以自由電子導電例如Si,Ge等材料惠州富济先进材料有限公司LED导电胶、硅胶、陶瓷板等原材料供应商联系人：王先生联系电话：18902623166半導體原子間鍵結原子核最外層電子數達到8個時最穩定例如，Si原子最外層有四個電子，當數個Si原子間鍵結時，則外層達到8個電子而形成穩定狀態SiSi鍵結化合物半導體化合物半導體(CompoundSemiconductor)由週期表不同族元素形成之化合物例如：II-VI,III-V

3、及,IV-IV族化合物III-V族化合物：光電半導體業最廣泛應用之材料例如：III族元素Al,Ga,In及V族元素N,P,As容易形成如GaN,GaAs,GaP,InP等「二元化合物」三元化合物：由三個元素形成之化合物例如：AlGaAs(III,III,V)及GaAsP(III,V,V)三族及五族總莫耳數比需為1:1AlxGa1-xAs=xAlAs+(1-x)GaAsGaAsYP1-Y=YGaP+(1-Y)GaAs四元化合物：由四個元素形成之化合物例如：AlGaInP(四元高亮度LED主要發光材質)Al1-X-YGaXInYP=(1-X-

4、Y)AlP+XGaP+YInP導電載子種類主要導電載子為電子及空穴半導體因溫度(加熱)或外加電場(通電)使外層電子脫離原子核束縛電子脫離原子核後，原來的空位則形成空穴溫度電場電子空穴電子及空穴電子帶負電，空穴帶正電電子與空穴移動方向相反空穴向左移動電子向右移動半導體內有許多電子與空穴移動，電子尋找空穴之位置填補空位電子位置A空穴位置BP型及N型半導體P型半導體(主要導電載子為空穴)N型半導體(主要導電載子為電子)費米Level：導電載子佔住此能階之機率密度為1/2導電帶價電帶P型能階圖空穴能階電子費米LevelN型能階圖費米LevelPN

5、型接合面(PNjunction)P型與N型半導體材料接合時，兩者費米level會重疊接合P型能階圖N型能階圖PN型接合面(PNjunction)P型與N型半導體材料接合時，兩者費米level會重疊P型材料N型材料PN接合面費米Level能障Eg電子及空穴需越過能障才通過接合面接合面順向偏壓順向偏壓為P型材料接正極，N型材料接負極順向偏壓可降低接合面之能障，使電子及電洞愈容易通過PN接合面P型N型EcEvPN+_順向偏壓VFVFEgV=Eg-VFV逆向偏壓逆向偏壓為P型材料接負極，N型材料接正極逆向偏壓將增加接合面之能障，使電子及電洞愈

6、難通過PN接合面P型N型EcEv+PN_逆向偏壓VRVVREgV=Eg+VR惠州富济先进材料有限公司LED导电胶、硅胶、陶瓷板等原材料供应商联系人：王先生联系电话：18902623166發光二極管P型與N型半導體材料接合時則形成一般的二極管二極管具有單向導電功能通順向偏壓降低接合面能障，可使二極管導電導電時，二極管P側空穴與N側電子通過接合面，造成電子與空穴於接合面結合空穴與電子之結合時，會以光或熱的形式釋出能量以光形式釋出能量者稱為發光二極管LED發光原理電子與空穴之復合能階之躍遷導電帶價電帶動量能量直接能隙導電帶價電帶動量能量間接

7、能隙發光波長(nm)=12400Eg(eV)顏色區別波長與顏色的關係光依人眼可察覺程度可區分為可見光：波長介於760nm與380nm不可見光：波長大於760nm或小於380nm波長愈短能量愈高紅外紫外700650550450400380760LED產品應用三、交通號誌四、白光照明第三剎車燈方向燈儀表顯示燈一、汽車尾燈二、通訊背光源訊號燈無線傳輸五、顯示元件全彩看板數字顯示板跑馬燈LED產品類別外延片(EpiWafer)GaN(氮化鎵)GaAs(砷化鎵)GaP(磷化鎵)芯片(Chip)傳統低亮度黃綠光芯片(GaP)四元高亮度紅光芯片(Al

8、GaInP)藍光芯片(GaN)封裝傳統燈泡(Lamp)表面黏著型(SMD)顯示型：如點矩陣型、數字字元型及集束型上游中游下游LED外延片產品規格外延片基本結構：外延層材質、厚度及濃度發光材質：