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上海壹僑國際貿(mào)易有限公司
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除經(jīng)久耐用外，這種燈泡在節(jié)能方面也有很大潛力。要了解二極管的發(fā)光原理，首先要了解半導(dǎo)體的基本知識(shí)。半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性質(zhì)介于導(dǎo)體和絕緣體材料之間，它的*之處在于：當(dāng)半導(dǎo)體受到外界光和熱條件的刺激時(shí)，它的導(dǎo)電能力會(huì)發(fā)生顯著的變化；在純凈的半導(dǎo)體中加入微量的雜質(zhì)，其導(dǎo)電能力也會(huì)顯著的增加。在近代電子學(xué)中用得最多的半導(dǎo)體就是硅（Ｓｉ）和鍺（Ｇｅ），它們的最外層電子都是４個(gè)，在硅或者鍺原子組成晶體時(shí)相鄰的原子相互影響，使外側(cè)電子變成兩個(gè)原子共有的，這就形成了晶體中的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，這是一種約束能力很小的分子結(jié)構(gòu)。在室溫（３００Ｋ）情況下，由于受到熱激發(fā)就會(huì)使一些最外層電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵束縛變成自由電子，這個(gè)過程叫做本征激發(fā)。在電子擺脫束縛成為自由電子后，共價(jià)鍵中會(huì)留下一個(gè)空位，這個(gè)空位稱為空穴，空穴的出現(xiàn)是半導(dǎo)體區(qū)別于導(dǎo)體的一個(gè)重要特征。 由于共價(jià)鍵出現(xiàn)了空穴，在外加電場或者其他的能源作用下，鄰近的價(jià)電子就會(huì)填補(bǔ)這個(gè)空穴，而這個(gè)電子的原來位置上又形成新的空穴，以后其他電子再轉(zhuǎn)移到這個(gè)新的空穴上。這樣就產(chǎn)生了一定的電荷轉(zhuǎn)移我們可以用以下公式對(duì)本征半導(dǎo)體中的自由電子的濃度進(jìn)行計(jì)算： ｎｉ（Ｔ）＝ＡＴ３/２ｅ－ＥＧ/２ｋＴ式中， ＥＧ——電子掙脫共價(jià)鍵束縛所需要的能量，單位是ｅＶ（電子伏），又被稱為禁帶寬度； Ｔ——溫度； Ａ——系數(shù)； ｋ——波耳茲曼常數(shù)（１．３８×１０－２３Ｊ/Ｋ）； ｅ——自然對(duì)數(shù)的底。 由于在本征半導(dǎo)體中自由電子和空穴是成對(duì)出現(xiàn)的，所以這個(gè)計(jì)算公式也可以用來表示空穴的濃度。在半導(dǎo)體中自由電子（或空穴）的濃度越高，導(dǎo)電能力越強(qiáng)，在常溫附近，溫度每升高８℃，硅的自由電子濃度增加1倍；溫度每升高１２℃，鍺的自由電子濃度升高1倍。 在本征半導(dǎo)體中加入少量的五價(jià)元素雜質(zhì)如磷等，它在與其他半導(dǎo)體原子結(jié)成共價(jià)鍵以后會(huì)有一個(gè)多余的電子，這個(gè)多余的電子只需要非常小的能量就能擺脫束縛成為自由電子，這類雜質(zhì)半導(dǎo)體被稱為電子半導(dǎo)體（Ｎ型半導(dǎo)體）。而在本征半導(dǎo)體中加入少量的三價(jià)元素雜質(zhì)（如硼等），因?yàn)樗鈱又挥腥齻€(gè)電子，在與周圍的半導(dǎo)體原子組成共價(jià)鍵以后會(huì)在晶體中產(chǎn)生一個(gè)空位，這類雜質(zhì)半導(dǎo)體被稱為空穴半導(dǎo)體（Ｐ型半導(dǎo)體）。在Ｎ型和Ｐ型半導(dǎo)體結(jié)合后，在它們的交界處就會(huì)出現(xiàn)自由電子和空穴的濃度差別，于是電子和空穴都要向濃度低的地方擴(kuò)散，留下了一些帶電卻不能移動(dòng)的離子，從而破壞了Ｎ區(qū)和Ｐ區(qū)原來的電中性。這些不能移動(dòng)的帶電粒子通常被稱為空間電荷，它們集中在Ｎ區(qū)和Ｐ區(qū)交界面附近形成了一個(gè)很薄的空間電荷區(qū)，這就是我們所說的ＰＮ結(jié)。 在ＰＮ結(jié)的兩端加上正向偏置電壓（Ｐ型的一邊加正電壓）后，空穴和自由電子就會(huì)相互移動(dòng)，形成一個(gè)內(nèi)電場。隨后新注入的空穴和自由電子再重新復(fù)合，復(fù)合的同時(shí)有時(shí)會(huì)以光子的形式釋放多余能量，這就是我們所見到的ＬＥＤ發(fā)出的光。這樣的光譜范圍是比較窄的，由于每種材料的禁帶寬度不相同，所以釋放出的光子波長也不同，所以ＬＥＤ發(fā)光的顏色由所使用的基本材料決定.
