发光二极管(LED)是一种能够将电能直接转化为光能的半导体器件,当给LED正向电压时,载流子在p-n结附近复合并产生光子,从而实现LED的发光。具体地说,可以通过以下三个方面来说明:
1.电荷的注入:当一个电压加在p-n结上时,p区和n区之间会产生电场,这个电场会促使电子从n区向p区移动,空穴也会从p区向n区移动,当电子和空穴相遇时,它们会发生复合反应,释放出能量。
2.能量的释放:电子与空穴发生复合反应时,能量以一种非常特殊的形式被释放出来,即以光子的形式,其中光子的能量等于电子和空穴复合时释放出来的能量。
3.灯珠结构的设计:由于LED灯珠的特殊结构,它可以将大部分的能量转化为光能,这一点与传统的发光体不同。当光子逃脱LED结构时,就可以从透明的塑料或者玻璃面释放出来,形成LED的发光效果。
由于发光二极管的发光机制是电荷注入与复合反应的过程,与传统的光源不同,其能效较高,寿命也较长,因此在照明、显示和信号传输等领域得到了广泛应用。