[基础知识]LED基本理论知识(配图完整版)

半导体发光器件包括半导体发光二极管（简称LED）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。
一、半导体发光二极管工作原理、特性及应用
二、LED显示器结构及分类
LED基本理论知识


半导体发光器件包括半导体发光二极管（简称 LED）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。事实上，数码
管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。


一、 半导体发光二极管工作原理、特性及应用


（一）LED 发光原理


发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如 GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是 PN 结。因
此它具有一般 P-N 结的 I-N 特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，
电子由 N 区注入 P 区，空穴由 P 区注入 N 区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图
1 所示。




此主题相关图片如下：




假设发光是在 P 区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这
种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，
不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅
在*近 PN 结面数μm 以内产生。


理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg 有关，即
λ≈1240/Eg（mm）


式中 Eg 的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光（波长在 380nm 紫光～780nm 红光），半导体材料的 Eg 应在 3.26～1.63eV 之
间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。
（二）LED 的特性


1．极限参数的意义


（1）允许功耗 Pm: