Каков принцип работы светодиода?

Как и обычные диоды, светодиоды состоят из PN-перехода и также имеют однонаправленную проводимость. Когда прямое напряжение подается на светоизлучающий диод, дырки, вводимые из области P в область N, и электроны, вводимые из области N в область P, соответственно контактируют с электронами в области N и пустотами в области P в пределах нескольких микрон от PN-перехода. Дырки рекомбинируют и производят спонтанное излучение флуоресценции. Энергетические состояния электронов и дырок в разных полупроводниковых материалах различны.

Когда электроны и дырки рекомбинируют, выделяемая энергия несколько отличается: чем больше выделяется энергии, тем короче длина волны излучаемого света. Обычно используются диоды, излучающие красный, зеленый или желтый свет. Напряжение обратного пробоя светодиода больше 5 вольт. Его прямая вольт-амперная характеристика очень крутая, и для регулирования тока через диод необходимо последовательно подключать токоограничивающий резистор.

Сердцевина светодиода представляет собой пластину, состоящую из полупроводника P-типа и полупроводника N-типа. Между полупроводником P-типа и полупроводником N-типа имеется переходный слой, который называется PN-переходом. В PN-переходе некоторых полупроводниковых материалов, когда введенные неосновные носители и основные носители рекомбинируют, избыточная энергия высвобождается в форме света, тем самым напрямую преобразуя электрическую энергию в энергию света.

Когда к PN-переходу приложено обратное напряжение, неосновные носители трудно вводить, поэтому он не излучает свет. Когда он находится в положительном рабочем состоянии (то есть к обоим концам приложено положительное напряжение), когда ток течет от анода светодиода к катоду, полупроводниковый кристалл излучает свет разных цветов от ультрафиолетового до инфракрасного. Интенсивность света зависит от тока.