Dioda që lëshon dritë është një diodë e veçantë. Ashtu si diodat e zakonshme, diodat që lëshojnë dritë përbëhen nga çipa gjysmëpërçues. Këto materiale gjysmëpërçuese janë para-implantuar ose dopuar për të prodhuar struktura p dhe n.
Ashtu si diodat e tjera, rryma në diodën që lëshon dritë mund të rrjedhë lehtësisht nga poli p (anodë) në polin n (katodë), por jo në drejtim të kundërt. Dy bartës të ndryshëm: vrimat dhe elektronet rrjedhin nga elektroda në strukturat p dhe n nën tensione të ndryshme të elektrodave. Kur vrimat dhe elektronet takohen dhe rikombinohen, elektronet bien në një nivel më të ulët energjie dhe lëshojnë energji në formën e fotoneve (fotonet janë ato që ne shpesh i quajmë dritë).
Gjatësia e valës (ngjyra) e dritës që lëshon përcaktohet nga energjia e brezit të materialeve gjysmëpërçuese që përbëjnë strukturat p dhe n.
Meqenëse silikoni dhe germaniumi janë materiale të tërthorta të brezit, në temperaturën e dhomës, rikombinimi i elektroneve dhe vrimave në këto materiale është një tranzicion jo-rrezatues. Tranzicione të tilla nuk çlirojnë fotone, por e shndërrojnë energjinë në energji termike. Prandaj, diodat e silikonit dhe germaniumit nuk mund të lëshojnë dritë (ato do të lëshojnë dritë në temperatura specifike shumë të ulëta, të cilat duhet të zbulohen në një kënd të veçantë dhe shkëlqimi i dritës nuk është i dukshëm).
Materialet e përdorura në diodat që lëshojnë dritë janë të gjitha materiale të drejtpërdrejta të brezit, kështu që energjia lëshohet në formën e fotoneve. Këto energji të brezit të ndaluar korrespondojnë me energjinë e dritës në brezat afër infra të kuqe, të dukshme ose afër ultravjollcë.
Ky model simulon një LED që lëshon dritë në pjesën infra të kuqe të spektrit elektromagnetik.
Në fazat e hershme të zhvillimit, diodat që lëshojnë dritë që përdorin arsenid galium (GaAs) mund të lëshojnë vetëm dritë infra të kuqe ose të kuqe. Me avancimin e shkencës së materialeve, diodat që lëshojnë dritë të reja mund të lëshojnë valë drite me frekuenca gjithnjë e më të larta. Sot mund të bëhen dioda me ngjyra të ndryshme.
Diodat zakonisht ndërtohen në një substrat të tipit N, me një shtresë gjysmëpërçuesi të tipit P të depozituar në sipërfaqen e saj dhe të lidhur së bashku me elektroda. Nënshtresat e tipit P janë më pak të zakonshme, por përdoren gjithashtu. Shumë dioda komerciale që lëshojnë dritë, veçanërisht GaN/InGaN, përdorin gjithashtu nënshtresa safiri.
Shumica e materialeve të përdorura për të bërë LED kanë indeks thyes shumë të lartë. Kjo do të thotë që shumica e valëve të dritës reflektohen përsëri në material në ndërfaqen me ajrin. Prandaj, nxjerrja e valëve të dritës është një temë e rëndësishme për LED, dhe shumë kërkime dhe zhvillim janë fokusuar në këtë temë.
Dallimi kryesor midis LED-ve (diodave që lëshojnë dritë) dhe diodave të zakonshme është materiali dhe struktura e tyre, gjë që çon në ndryshime të konsiderueshme në efikasitetin e tyre në shndërrimin e energjisë elektrike në energji të dritës. Këtu janë disa pika kyçe për të shpjeguar pse LED mund të lëshojnë dritë dhe diodat e zakonshme jo:
Materiale të ndryshme:LED përdorin materiale gjysmëpërçuese III-V si arsenidi i galiumit (GaAs), fosfidi i galiumit (GaP), nitridi i galiumit (GaN), etj. Këto materiale kanë një hapje të drejtpërdrejtë brezi, duke lejuar që elektronet të kërcejnë drejtpërdrejt dhe të lëshojnë fotone (dritë). Diodat e zakonshme zakonisht përdorin silikon ose germanium, të cilët kanë një gap të tërthortë, dhe kërcimi i elektroneve kryesisht ndodh në formën e çlirimit të energjisë termike, dhe jo në formën e dritës.
Struktura e ndryshme:Struktura e LED-ve është projektuar për të optimizuar gjenerimin dhe emetimin e dritës. LED-të zakonisht shtojnë substanca të veçanta dhe struktura shtresash në kryqëzimin pn për të nxitur gjenerimin dhe lirimin e fotoneve. Diodat e zakonshme janë krijuar për të optimizuar funksionin e korrigjimit të rrymës dhe nuk fokusohen në gjenerimin e dritës.
Hendeku i energjisë:Materiali i LED-it ka një energji të madhe brezi, që do të thotë se energjia e lëshuar nga elektronet gjatë tranzicionit është mjaft e lartë për t'u shfaqur në formën e dritës. Energjia e brezit material të diodave të zakonshme është e vogël, dhe elektronet lëshohen kryesisht në formën e nxehtësisë kur kalojnë.
Mekanizmi i lumineshencës:Kur kryqëzimi pn i LED është nën paragjykim përpara, elektronet lëvizin nga rajoni n në rajonin p, rikombinohen me vrima dhe lëshojnë energji në formën e fotoneve për të gjeneruar dritë. Në diodat e zakonshme, rikombinimi i elektroneve dhe vrimave është kryesisht në formën e rikombinimit jo rrezatues, domethënë, energjia lëshohet në formën e nxehtësisë.
Këto dallime lejojnë që LED të lëshojnë dritë kur punojnë, ndërsa diodat e zakonshme nuk munden.
Ky artikull vjen nga Interneti dhe e drejta e autorit i përket autorit origjinal
Koha e postimit: Gusht-01-2024