发光二极管工作原理及应用.ppt

发光二极管二极管.二极管 单向导电 why?.需要简单了解的东西半导体P型半导体 N型半导体PN结.半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间物质根据其导电能力（电阻率）分半导体绝缘体导体1.半导体.最常用的半导体材料最常用的半导体材料锗锗硅硅.+14284Si硅原子结构示意图+3228 18Ge锗原子结构示意图4原子结构示意图+4硅、锗原子的简化模型.平面结构立体结构+4+4+4+4+4+4+4+4+42.本征半导体本征半导体就是完全纯净的半导体(提纯的晶体).本征激发产生电子和空穴自由电子空穴+4+4+4+4+4+4+4+4+4载流子.+4+4+4+4+4+4+4+4+4U在外电场作用下.+4+4+4+4+4+4+4+4+4U在外电场作用下.+4+4+4+4+4+4+4+4+4U在外电场作用下.+4+4+4+4+4+4+4+4+4U在外电场作用下.+4+4+4+4+4+4+4+4+4U价电子填补空穴而使空穴移动，形成空穴电流在外电场作用下.但是本征半导体中的自由电子和空穴的数量极少，所以可以在里面掺入微量杂质（元素），使其导电性能增强。所以就有了P型半导体和N型半导体.P型半导体（掺入3个价电子元素）元素周期表P P型半导体型半导体简化模型简化模型多数载流子少数载流子.N型半导体（5价）元素周期表多数载流子电子少数载流子空穴N N型半导体型半导体简化模型简化模型.PN结P型半导体和N型半导体结合面的特殊薄层.平衡情况下的PN结P型区N型区内建电场 PN结(2)随着内电场由弱到强的建立,少子漂移从无到有,逐渐加强,而扩散运动逐渐减弱,形成平衡的PN结。(1)多子的扩散运动产生空间电荷区建立内电场1、PN结(PN Junction)的形成多子的扩散多子的扩散动画演示18.平衡情况下的PN结2、内建电位差或内建电压：热平衡情况下，PN结的宽度一定，在PN结两端存在的电压。P型区内建电场 PN结19.1、PN结的正向特性（外加正向电压）P N内电场外电场正向电流IFA、正向偏压的接法：P区接高电位，N区接低电位B、正向偏压削弱内电场，有利多子的扩散运动，使PN结空间电荷区变窄；C、正向偏压时，PN结为导通状态，外电路电流IF很大，PN结呈现的正向电阻很小限流电阻RUPN结为导通状态动画演示20.D、反向偏压PN结为截止状态，外电路电流接近为O，PN结呈现的反向电阻很大 P N内电场反向电流IRA、反向偏压的接法：P区接低电位，N区接高电位B、反向偏压内电场增强，不利多子扩散运动，有利于少子的漂移运动，形成反向电流IR，IR很小，硅管为纳安数量级，锗管为微安数量级。限流电阻R外电场UI少子PN结为截止状态2、PN结的反向特性（外加反向电压）C、反向偏压，使PN结空间电荷区变宽。D、反向偏压PN结为截止状态，外电路电流接近为O，PN结呈现的反向电阻很大21.二极管将PN结加上相应的电极引线和管壳，就成为二极管.二极管的伏安特性IF/mA正向电流104030200.20.60.41.00.8UF/VUR/VIR/A反向电流反向电压正向电压IS击穿电压UBR外加正向电压很小时，正向电流很小几乎为0，正向电压超过一定数值时，二极管导通，电流增大很快。导通时，二极管两端会产生正向压降，硅管一般是0.60.7V，锗管约0.20.3V23.发光二极管的工作原理发光二极管的工作原理发光二极管的工作原理发光二极管的工作原理工作原理工作原理工作原理工作原理半导体发光二极管的结构半导体发光二极管的结构示意图示意图PNP-N结结光输出光输出 发光二极管发光二极管（light emitting diode，LED），是利用正），是利用正向偏置向偏置PN结中电子与空穴的复合辐射发光的，是结中电子与空穴的复合辐射发光的，是自发自发辐射发光辐射发光。光光的的颜颜色色视视做做成成PN结结的的材材料料和和发发光光的的波波长长而而定定，而而波波长长与与材材料料浓浓度度有有关关。如如采采用用磷磷砷砷化化镓镓可可以以发发出出红红光光或或黄黄光光；采采用用磷磷化化镓镓 则则发出绿光发出绿光元素周期表.LED应用应用1 1、指示灯、信号灯指示灯、信号灯指示灯、信号灯指示灯、信号灯2 2、数字显示用显示器、数字显示用显示器、数字显示用显示器、数字显示用显示器利用利用LED进行数字显示，有点矩阵型和字段型两种方式。进行数字显示，有点矩阵型和字段型两种方式。图图2.1.4-1点矩阵型数字显示点矩阵型数字显示图图2.1.4-2 字段型数字显示字段型数字显示树脂树脂反射框反射框引线框架引线框架LED芯片芯片扩散片扩散片.3 3、平面显示器、平面显示器、平面显示器、平面显示器LED用于平面显示，其优点是：用于平面显示，其优点是：LED为固体为固体元件，可靠性高，可以做元件，可靠性高，可以做大型显示器大型显示器。4 4、光源、光源、光源、光源LED除用做显示器件外，还可用做各种装置、除用做显示器件外，还可用做各种装置、系统的光源。比如电视机遥控器的光源。系统的光源。比如电视机遥控器的光源。.发光二极管特性压降 不同颜色LED灯 压降不同 一般是1.8v3V 工作电流 20mA.返回.