二極管工作原理及應(yīng)用

二極管工作原理及應(yīng)用二極管工作原理及應(yīng)用發(fā)光二極管,一般稱為LED,是在電子學(xué)世界里面的真正無名英雄。它們做了許多不一樣工作和在多種各樣的設(shè)備都可以看見它的存在?；旧?發(fā)光二極管只是一種微小的電燈泡。但不像常見的白熾燈泡，發(fā)光二極管沒有燈絲，并且又不會(huì)尤其熱。它單單是由半導(dǎo)體材料里的電子移動(dòng)而使它發(fā)光。什么是二極管二極管是半導(dǎo)體設(shè)備中的一種最常見的器件,大多數(shù)半導(dǎo)體最是由攙雜半導(dǎo)體材料制成(原子和其他物質(zhì))發(fā)光二極管導(dǎo)體材料一般都是鋁砷化稼,在純鋁砷化稼中,所有的原子都完美的與它們的鄰居結(jié)合,沒有留下自由電子連接電流。在攙雜物質(zhì)中，額外的原子變化電平衡，不是增長自由電子就是發(fā)明電子可以通過的空穴。這兩樣額外的條件都使得材料更具傳導(dǎo)性。帶額外電子的半導(dǎo)體叫做N型半導(dǎo)體，由于它帶有額外負(fù)電粒子，因此在N型半導(dǎo)體材料中，自由電子是從負(fù)電區(qū)域向正電區(qū)域流動(dòng)。帶額外“電子空穴”的半導(dǎo)體叫做P型半導(dǎo)體，由于帶有正電粒子。電子可以從另一種電子空穴跳向另一種電子空穴，從從負(fù)電區(qū)域向正電區(qū)域流動(dòng)。因此，電子空穴自身就顯示出是從正電區(qū)域流向負(fù)電區(qū)域。二極管是由N型半導(dǎo)體物質(zhì)與P型半導(dǎo)體物質(zhì)結(jié)合，每端都帶電子。這樣排列使電流只能從一種方向流動(dòng)。當(dāng)沒有電壓通過二極管時(shí)，電子就沿著過渡層之間的匯合處從N型半導(dǎo)體流向P型半導(dǎo)體，從而形成一種損耗區(qū)。在損耗區(qū)中，半導(dǎo)體物質(zhì)會(huì)答復(fù)到它本來的絕緣狀態(tài)--所有的這些“電子空穴”都會(huì)被填滿，所有就沒有自由電子或電子真空區(qū)和電流不能流動(dòng)。為了除掉損耗區(qū)就必須使N型向P型移動(dòng)和空穴應(yīng)反向移動(dòng)。為了到達(dá)目的，連接二極管N型一方到電流的負(fù)極和P型就連接到電流的正極。這時(shí)在N型物質(zhì)的自由電子會(huì)被負(fù)極電子排斥和吸引到正極電子。在P型物質(zhì)中的電子空穴就移向另一方向。當(dāng)電壓在電子之間足夠高的時(shí)候，在損耗區(qū)的電子將會(huì)在它的電子空穴中和再次開始自由移動(dòng)。損耗區(qū)消失，電流流通過二極管。假如嘗試使電流向其他方向流動(dòng)，P型端就邊接到電流負(fù)極和N型連接到正極，這時(shí)電流將不會(huì)流動(dòng)。N型物質(zhì)的負(fù)極電子被吸引到正極電子。P型物質(zhì)的正極電子空穴被吸引到負(fù)極電子。由于電子空穴和電子都向錯(cuò)誤的方向移動(dòng)因此就沒有電流流通過匯合處，損耗區(qū)增長。為何二極管會(huì)發(fā)光光是能量的一種形式，一種可以被原子釋放出來。是由許多有能量和動(dòng)力但沒質(zhì)量的微小粒子似的小捆構(gòu)成的。這些粒子被叫做光子，是光的最基本單位。光子是由于電子移動(dòng)才釋放出來。在原子中，電子在原子的四面圍以軌道形式移動(dòng)。電子在不一樣的軌函數(shù)有著不一樣等的能量。一般來說，有著更大能量的電子以軌道移動(dòng)遠(yuǎn)離了核子。當(dāng)電子從一種更低的軌道跳到一種更高的軌道，能量水平就增高，反過來，當(dāng)從更高軌函數(shù)跌落到更低的軌函數(shù)里時(shí)電子就會(huì)釋放能量。能量是以光子形式釋放出來的。更高能量下降釋放更高能量的光子，它的特點(diǎn)在于它的高頻率。自由電子從P型層通過二極管落入空的電子空穴。這包括從傳導(dǎo)帶跌落到一種更低的軌函數(shù)，因此電子就是以光子形式釋放能量。這在任何二極管里都會(huì)發(fā)生的，當(dāng)二極管是由某種物質(zhì)構(gòu)成的時(shí)候，你只是可以看見光子。在原則硅二極管的原子，例如說，當(dāng)電子跌落到相對短距離原子是以這樣的方式排列。成果，由于電子頻率這樣低的狀況下人的眼睛是無法看得到的?？梢姽獍l(fā)光二極管，例如用在數(shù)字顯示式時(shí)鐘的，間隙的大小決定了光子的頻率，換句話說就是決定了光的色彩。當(dāng)所有二極管都發(fā)出光時(shí)，大多數(shù)都不是很有效的。在一般二極管里，半導(dǎo)體材料自身吸引大量的光能而結(jié)束。發(fā)光二極管是由一種塑性燈泡覆蓋集中燈光在一種特定方向。發(fā)光二極管比老式的白熾燈有幾種長處。第一種是發(fā)光二極管沒有燈絲會(huì)燒壞，因此壽命就更長。此外，發(fā)光二極管的小小塑性燈泡使得發(fā)光二極管更持久耐用。還可以愈加輕易適合目前的電子電路。老式白熾燈的發(fā)光過程包括了產(chǎn)生大量熱量。這是完全是揮霍能源。除非你把燈當(dāng)做發(fā)熱器用，由于絕大部分有效電流并不是直接產(chǎn)生可見光的。發(fā)光二極管所發(fā)出的熱非常少，相對來說，越多電能直接發(fā)光就是越大程度上減少對電能的需求。直到目前，由于是用先進(jìn)半導(dǎo)體材料制造因此發(fā)光二極管在