LED简单原理介绍

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发布时间:2017-07-23

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LED简单原理介绍
 

LED,就是发光二极管(light emitting diode),顾名思义发光二极管是一种可以将电能转化为光能的电子器件,具有二极管的特性。基本结构为一块电致发光的半导体模块。
n发光二极管的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。
n在电极上加上正向偏压之后(0.3V-4V),使电子和空穴分别注入P区和N区,当非平衡少数载流子与多数载流子复合时,就会以辐射光子的形式将多余的能量转化为光能。具体如下:
       半导体晶片由三部分组成,一端是P型半导体,为硅晶体上掺杂镓(GA),在它里面空穴占主导地位;另一端是N型半导体,为硅晶体上掺杂砷(AS),电子占主导地位;中间区域为PN连接区,形成 EV的势垒,其中1至5个周期的量子阱。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,注入电子和空穴在PN连接区就会被推向量子阱,在量子阱内电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出多余能量。 在LED的两端加上正向电压,电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线。调节电流,便可以调节光的强度。通过调整材料的能带结构和带隙,便可以多色发光,这种发光方式为“注入式电致发光”
 
  芯片制作流程
 
n在一块加热至适当温度的衬底基片(主要有蓝宝石(AL2Q3)、SiC、Si)上,气态物质InGaAlP有控制的输送到衬底表面,生长出特定单晶薄膜。目前LED外延片生长技术主要采用有机金属化学气相沉积方法。  
n    外延片→清洗→镀透明电极层→透明电极图形光刻→腐蚀→去胶→平台图形光刻→干法刻蚀→去胶→退火→SiO2沉积→窗口图形光刻→SiO2腐蚀→去胶→N极图形光刻→预清洗→镀膜→剥离→退火→P极图形光刻→镀膜→剥离→研磨→切割→芯片→成品测试。
n从制作工艺,LED的生产和集成电路的生产接近,也接近满足摩尔定律,成本和性能每18个月有翻倍提升。