Il-prinċipju luminuż tal-LED

Kollhaid-dawl tax-xogħol rikarikabbli, dawl tal-ikkampjar portabbliufanal ta' quddiem multifunzjonaliuża t-tip ta' bozza LED. Biex tifhem il-prinċipju tad-dijodi LED, l-ewwel trid tifhem l-għarfien bażiku tas-semikondutturi. Il-proprjetajiet konduttivi tal-materjali semikondutturi huma bejn il-kondutturi u l-iżolaturi. Il-karatteristiċi uniċi tiegħu huma: meta s-semikonduttur jiġi stimulat minn kundizzjonijiet esterni ta' dawl u sħana, il-kapaċità konduttiva tiegħu tinbidel b'mod sinifikanti; Iż-żieda ta' ammonti żgħar ta' impuritajiet ma' semikonduttur pur iżżid b'mod sinifikanti l-kapaċità tiegħu li jmexxi l-elettriku. Is-silikon (Si) u l-ġermanju (Ge) huma s-semikondutturi l-aktar użati komunement fl-elettronika moderna, u l-elettroni ta' barra tagħhom huma erbgħa. Meta l-atomi tas-silikon jew tal-ġermanju jiffurmaw kristall, l-atomi ġirien jinteraġixxu ma' xulxin, sabiex l-elettroni ta' barra jinqasmu miż-żewġ atomi, li jifforma l-istruttura tal-bond kovalenti fil-kristall, li hija struttura molekulari bi ftit kapaċità ta' restrizzjoni. F'temperatura tal-kamra (300K), l-eċitazzjoni termali tagħmel xi elettroni ta' barra jiksbu biżżejjed enerġija biex jinqatgħu mill-bond kovalenti u jsiru elettroni ħielsa, dan il-proċess jissejjaħ eċċitazzjoni intrinsika. Wara li l-elettron jinħall biex isir elettron ħieles, titħalla vakanza fil-bond kovalenti. Din il-vakanza tissejjaħ toqba. Id-dehra ta' toqba hija karatteristika importanti li tiddistingwi semikonduttur minn konduttur.

Meta ammont żgħir ta' impurità pentavalenti bħall-fosfru jiżdied mas-semikonduttur intrinsiku, dan ikollu elettron żejjed wara li jifforma rabta kovalenti ma' atomi semikondutturi oħra. Dan l-elettron żejjed jeħtieġ biss enerġija żgħira ħafna biex jeħles mir-rabta u jsir elettron ħieles. Dan it-tip ta' semikonduttur ta' impurità jissejjaħ semikonduttur elettroniku (semikonduttur tat-tip N). Madankollu, iż-żieda ta' ammont żgħir ta' impuritajiet elementali trivalenti (bħal boron, eċċ.) mas-semikonduttur intrinsiku, minħabba li għandu biss tliet elettroni fis-saff ta' barra, wara li jifforma rabta kovalenti mal-atomi semikondutturi tal-madwar, toħloq post vakanti fil-kristall. Dan it-tip ta' semikonduttur ta' impurità jissejjaħ semikonduttur tat-toqob (semikonduttur tat-tip P). Meta s-semikondutturi tat-tip N u tat-tip P jiġu kkombinati, ikun hemm differenza fil-konċentrazzjoni ta' elettroni ħielsa u toqob fil-junction tagħhom. Kemm l-elettroni kif ukoll it-toqob jiġu diffużi lejn il-konċentrazzjoni l-aktar baxxa, u jħallu warajhom joni ċċarġjati iżda immobbli li jeqirdu n-newtralità elettrika oriġinali tar-reġjuni tat-tip N u tat-tip P. Dawn il-partiċelli ċċarġjati immobbli ħafna drabi jissejħu ċċarġijiet spazjali, u huma kkonċentrati ħdejn l-interfaċċja tar-reġjuni N u P biex jiffurmaw reġjun irqiq ħafna ta' ċċarġjar spazjali, li huwa magħruf bħala l-junction PN.

Meta jiġi applikat vultaġġ ta' polarizzazzjoni 'l quddiem fuq iż-żewġt itruf tal-junction PN (vultaġġ pożittiv fuq naħa waħda tat-tip P), it-toqob u l-elettroni ħielsa jiċċaqalqu madwar xulxin, u joħolqu kamp elettriku intern. It-toqob li għadhom kif ġew injettati mbagħad jerġgħu jingħaqdu mal-elettroni ħielsa, xi kultant jirrilaxxaw enerġija żejda fil-forma ta' fotoni, li hija d-dawl li naraw emess mill-LEDs. Spettru bħal dan huwa relattivament dejjaq, u peress li kull materjal għandu band gap differenti, it-tul tal-mewġ tal-fotoni emessi huwa differenti, għalhekk il-kuluri tal-LEDs huma determinati mill-materjali bażiċi użati.