Усепрацоўнае акумулятарнае святло, партатыўны паходны ліхтарішматфункцыянальны налобны ліхтарвыкарыстоўвайце святлодыёдныя лямпы.Каб зразумець прынцып працы дыёда, спачатку трэба зразумець базавыя веды аб паўправадніках.Праводныя ўласцівасці паўправадніковых матэрыялаў знаходзяцца паміж праваднікамі і ізалятарамі.Яго унікальныя асаблівасці: калі паўправаднік стымулюецца знешнім святлом і цяплом, яго электраправодная здольнасць значна зменіцца;Даданне невялікай колькасці прымешак да чыстага паўправадніка значна павялічвае яго здольнасць праводзіць электрычнасць.Крэмній (Si) і германій (Ge) з'яўляюцца найбольш часта выкарыстоўваюцца паўправаднікамі ў сучаснай электроніцы, і іх знешніх электронаў чатыры.Калі атамы крэмнію або германію ўтвараюць крышталь, суседнія атамы ўзаемадзейнічаюць адзін з адным, так што вонкавыя электроны становяцца агульнымі для двух атамаў, што ўтварае структуру кавалентнай сувязі ў крышталі, якая з'яўляецца малекулярнай структурай з невялікай здольнасцю абмежавання.Пры пакаёвай тэмпературы (300 К) цеплавое ўзбуджэнне прымусіць некаторыя знешнія электроны атрымаць дастаткова энергіі, каб адарвацца ад кавалентнай сувязі і стаць свабоднымі электронамі. Гэты працэс называецца ўнутраным узбуджэннем.Пасля таго, як электрон развязваецца і становіцца свабодным, у кавалентнай сувязі застаецца вакансія.Гэтая вакансія называецца дзіркай.З'яўленне дзіркі - важная прыкмета, якая адрознівае паўправаднік ад правадніка.
Калі невялікая колькасць пяцівалентнай прымешкі, напрыклад фосфару, дадаецца да ўласнага паўправадніка, у яго будзе дадатковы электрон пасля ўтварэння кавалентнай сувязі з іншымі атамамі паўправадніка.Гэтаму дадатковаму электрону патрэбна толькі вельмі малая энергія, каб пазбавіцца ад сувязі і стаць свабодным электронам.Гэты выгляд прымесных паўправаднікоў называецца электронным паўправадніком (паўправаднік N-тыпу).Аднак даданне невялікай колькасці трохвалентных элементарных прымешак (такіх як бор і г.д.) да ўласнага паўправадніка, паколькі ён мае толькі тры электроны ў вонкавым пласце, пасля ўтварэння кавалентнай сувязі з навакольнымі атамамі паўправадніка створыць вакансію у крышталі.Гэты выгляд прымесных паўправаднікоў называецца дзіркавымі (паўправаднікамі Р-тыпу).Калі паўправаднікі N-тыпу і P-тыпу спалучаюцца, існуе розніца ў канцэнтрацыі свабодных электронаў і дзірак на іх стыку.І электроны, і дзіркі рассейваюцца ў бок меншай канцэнтрацыі, пакідаючы пасля сябе зараджаныя, але нерухомыя іёны, якія разбураюць першапачатковую электрычную нейтральнасць абласцей N-тыпу і P-тыпу.Гэтыя нерухомыя зараджаныя часціцы часта называюць прасторавымі зарадамі, і яны канцэнтруюцца каля мяжы падзелу абласцей N і P, утвараючы вельмі тонкую вобласць прасторавага зарада, вядомую як PN-пераход.
Калі напружанне прамога зрушэння прыкладваецца да абодвух канцоў PN-пераходу (станоўчае напружанне да аднаго боку Р-тыпу), дзіркі і свабодныя электроны рухаюцца вакол адзін аднаго, ствараючы ўнутранае электрычнае поле.Затым нядаўна ўведзеныя дзіркі рэкамбінуюць са свабоднымі электронамі, часам вызваляючы залішнюю энергію ў выглядзе фатонаў, якія з'яўляюцца святлом, якое мы бачым, выпраменьваным святлодыёдамі.Такі спектр адносна вузкі, і паколькі кожны матэрыял мае розную шырыню забароненай зоны, даўжыні хваль выпраменьваных фатонаў розныя, таму колеры святлодыёдаў вызначаюцца асноўнымі матэрыяламі, якія выкарыстоўваюцца.
Час публікацыі: 12 мая 2023 г