Comment les puces LED émettent-elles de la lumière ?

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Table des matières

1. Comment fonctionnent les puces LED ?
2. Facteurs affectant l'efficacité des puces LED

1. Comment fonctionnent les puces LED ?

Le principe de fonctionnement des puces LED repose sur les caractéristiques des matériaux semi-conducteurs, qui génèrent l'énergie des photons par recombinaison électron-trou sous tension appliquée. Vous faire comprendre les puces LED : technologie, application et développement.

Plus précisément, le processus de fonctionnement des puces LED est le suivant :

Au sein de la puce LED, une jonction PN est formée en combinant des semi-conducteurs de type P et de type N.
Lorsqu'une tension externe est appliquée à la jonction PN, les électrons circulent du semi-conducteur de type N au semi-conducteur de type P, tandis que les trous circulent du semi-conducteur de type P au semi-conducteur de type N.
Les électrons et les trous se recombinent près de la jonction PN, libérant l'énergie des photons.
La longueur d'onde des photons détermine la couleur de la lumière.

2. Les facteurs affectant l'efficacité des puces LED comprennent :

Caractéristiques des matériaux semi-conducteurs
Structure de la jonction PN
Magnitude de la tension appliquée

a. Caractéristiques des matériaux semi-conducteurs

Les matériaux semi-conducteurs désignent des matériaux qui conduisent l'électricité entre les conducteurs et les isolants à température ambiante. Les caractéristiques des matériaux semi-conducteurs comprennent principalement :

Conductivité : La conductivité des matériaux semi-conducteurs se situe entre celle des conducteurs et des isolants, et leur résistivité varie avec la température.
Structure de bande : La structure de bande des matériaux semi-conducteurs se compose d'une bande de valence et d'une bande de conduction. La bande de valence est le niveau d'énergie que les électrons peuvent occuper, tandis que la bande de conduction est le niveau d'énergie que les électrons ne peuvent pas occuper.
Porteurs de charge : Il existe deux types de porteurs de charge dans les matériaux semi-conducteurs : les électrons et les trous. Les électrons sont des porteurs de charge avec des charges négatives, tandis que les trous sont des porteurs de charge avec des charges positives.
Dopage : Les matériaux semi-conducteurs peuvent modifier leur conductivité par dopage, ce qui consiste à introduire des atomes d'un élément dans le cristal d'un autre élément.

b. Structure de la jonction PN

La jonction PN est une structure formée par la combinaison de semi-conducteurs de type P et de type N. Le semi-conducteur de type P contient un grand nombre de trous, tandis que le semi-conducteur de type N contient un grand nombre d'électrons.

À l'interface de la jonction PN, une région de charge d'espace est formée en raison de la diffusion des électrons et des trous. Il n'y a pas de porteurs de charge libres dans la région de charge d'espace, donc elle a une résistivité élevée.

c. Magnitude de la tension appliquée

Polarisation directe : Lorsque la tension appliquée est en polarisation directe, les électrons circulent du semi-conducteur de type N au semi-conducteur de type P, et les trous circulent du semi-conducteur de type P au semi-conducteur de type N. Plus la tension de polarisation directe est grande, plus le courant traversant la jonction PN est important, et donc, plus de lumière est générée.

Polarisation inverse : Lorsque la tension appliquée est en polarisation inverse, les électrons circulent du semi-conducteur de type P au semi-conducteur de type N, et les trous circulent du semi-conducteur de type N au semi-conducteur de type P. Plus la tension de polarisation inverse est grande, plus le courant traversant la jonction PN est faible, ce qui entraîne moins de lumière générée.

Rupture : Lorsque la tension appliquée dépasse une certaine valeur, la jonction PN subit une rupture, et le courant traversant la jonction PN augmente soudainement. La rupture peut endommager les puces LED.

Par conséquent, lors de l'utilisation de puces LED, il convient de prêter attention à la magnitude de la tension appliquée pour éviter d'endommager les puces LED. Comprenez-vous la différence entre les puces LED CSP et COB ?

Résumé

Les caractéristiques des matériaux semi-conducteurs, la structure de la jonction PN et la magnitude de la tension appliquée sont des facteurs importants affectant le fonctionnement des puces LED. La compréhension de ces facteurs peut contribuer à une meilleure utilisation des puces LED.