3.1.1 LED的发光机理
LED是Light Emitting Diode（发光二极管）的简称，本质上就是一种半导体二极管，包括正负电极、P型半导体层、N型半导体层、发光层和基底层（如图3.2所示），实际的LED需要考虑发光和散热等因素结构要复杂很多。所谓P型半导体，是掺杂了受主杂质的半导体材料，这样会产生一定数量的空穴；N型半导体则是掺杂了施主杂质的半导体材料，产生一定数量的自由电子。由于发光层很薄，P型半导体层与N型半导体中的空穴和电子在界面的复合，在发光层形成了PN结。PN结具有一定的势垒，能阻止电子和空穴进一步扩散，使整个PN结处于平衡状态。LED的工作原理如图3.3所示，当PN结外加一个正向偏置电压时，PN结的势垒将会降低，N型半导体中的电子将注入到P型半导体中，P型材料中的空穴将注入N型材料中，从而打破了PN结内载流子原先的平衡状态。