Кольорові світлодіоди – це електронні пристрої, здатні випромінювати світло різного кольору. Вони є одним з найбільш популярних та ефективних джерел освітлення у нашому житті. Однак, щоб зрозуміти, як вони працюють, потрібно розібратися із внутрішнім пристроєм світлодіода та принципом його роботи.
Кольорові світлодіоди засновані на електролюмінесценції, явище, у якому певні матеріали випромінюють світло під впливом електричного поля. В основі таких світлодіодів знаходиться напівпровідниковий кристал, часто виготовлений із сполуки індія, галію та азоту (InGaN). Цей матеріал має властивість змінювати смугу заборонених зон при додатку різної величини напруги.
Коли до кольорового світлодіоду подається електричний струм, усередині кристала утворюються нерівноважні заряди, розташовані на межі смуги заборонених зон. Заряди рухаються по кристалу і в результаті різних фізичних процесів, таких як рекомбінація та випромінювання, енергія перетворюється на видиме світло певного кольору. Колір світла, що випромінюється світлодіодом, визначається складом і структурою напівпровідника.
| № | Колір світлодіода | Довжина хвилі (нм) | Напруга, В) |
|---|---|---|---|
| 1 | червоний | 630-750 | 1.8-2.0 |
| 2 | Помаранчевий | 590-630 | 2.0-2.2 |
| 3 | Жовтий | 565-590 | 2.0-2.2 |
| 4 | Зелений | 500-565 | 2.0-2.2 |
| 5 | Блакитний | 450-500 | 3.0-3.2 |
| 6 | Синій | 400-450 | 3.0-3.2 |
| 7 | Фіолетовий | 380-400 | 3.0-3.2 |
Як працює світлодіод простими словами?
У світлодіод при протіканні електричного струму електрони "вилітають" з однієї пластини і "вибивають" електрони з іншої пластини, утворюючи "дірки". У процесі анігіляції (або рекомбінації) пари електронів виділяється світло.
Як світлодіод світиться різними кольорами?
Найбільш поширеним матеріалом для виробництва кристалів є різні сполуки Галію. В основному використовуються сполуки Галій Фосфіду тривалентного, які додають різні домішки. За допомогою цих сполук одержують світлодіоди зі свіченням червоного, оранжевого жовтого та зеленого кольорів. Збережена копія
Як з'являється світло у світлодіоді?
На межі напівпровідників отримаємо так званий p-n-перехід, де електрони та дірки рекомбінують – тобто нейтралізують один одного. Кожна така рекомбінація супроводжується виділенням енергії у вигляді фотонів – одного чи кількох квантів. світла. Саме це явище і називається випромінюванням світлодіода.