Was ist das Funktionsprinzip von LED-Leuchten?

Leuchtdioden bestehen wie gewöhnliche Dioden aus einem PN-Übergang und verfügen ebenfalls über eine unidirektionale Leitfähigkeit. Wenn die Durchlassspannung an die Leuchtdiode angelegt wird, stehen die vom P-Bereich in den N-Bereich injizierten Löcher und die vom N-Bereich in den P-Bereich injizierten Elektronen in Kontakt mit den Elektronen im N-Bereich und den Hohlräumen darin der P-Bereich innerhalb weniger Mikrometer des PN-Übergangs. Löcher rekombinieren und erzeugen spontane Emissionsfluoreszenz. Die Energiezustände von Elektronen und Löchern in verschiedenen Halbleitermaterialien sind unterschiedlich.

Wenn Elektronen und Löcher rekombinieren, China LED-Weihnachtslichterketten die freigesetzte Energie ist etwas anders. Je mehr Energie freigesetzt wird, desto kürzer ist die Wellenlänge des emittierten Lichts. Üblicherweise werden Dioden verwendet, die rotes, grünes oder gelbes Licht aussenden. Die Sperrspannung der Leuchtdiode ist größer als 5 Volt. Die Vorwärts-Volt-Ampere-Kennlinie ist sehr steil und ein Strombegrenzungswiderstand muss in Reihe geschaltet werden, um den Strom durch die Diode zu steuern.

Der Kernteil der Leuchtdiode ist ein Wafer, der aus Halbleitern vom P-Typ und Halbleitern vom N-Typ besteht. Zwischen dem Halbleiter vom P-Typ und dem Halbleiter vom N-Typ gibt es eine Übergangsschicht, die als PN-Übergang bezeichnet wird. Beim PN-Übergang bestimmter Halbleitermaterialien wird bei der Rekombination der injizierten Minoritätsträger und Majoritätsträger die überschüssige Energie in Form von Licht freigesetzt, wodurch elektrische Energie direkt in Lichtenergie umgewandelt wird.

Wenn eine Sperrspannung an den PN-Übergang angelegt wird, können Minoritätsladungsträger nur schwer injiziert werden, sodass kein Licht emittiert wird. Wenn es sich in einem positiven Arbeitszustand befindet (d. h. an beiden Enden liegt eine positive Spannung an) und der Strom von der LED-Anode zur Kathode fließt, emittiert der Halbleiterkristall Licht unterschiedlicher Farben von Ultraviolett bis Infrarot. Die Intensität des Lichts hängt vom Strom ab.