什么電燈最省電,原理是什么?
發光二極管制成的燈。高效節能。
發光二極管(LED)是用半導體材料制作的正向偏置的PN結二極管。其發光機理是當在PN結兩端注入正向電流時,注入的非平衡載流子(電子-空穴對)在擴散過程中復合發光,這種發射過程主要對應光的自發發射過程。按光輸出的位置不同,發光二極管可分為面發射型和邊發射型。我們最常用的LED是 InGaAsP/InP雙異質結邊發光二極管。
----發光二極管的發光原理同樣可以用PN結的能帶結構來解釋。制作半導體發光二極管的材料是重摻雜的,熱平衡狀態下的N區有很多遷移率很高的電子,P區有較多的遷移率較低的空穴。由于PN結阻擋層的限制,在常態下,二者不能發生自然復合。,而當給PN結加以正向電壓時,溝區導帶中的電子則可逃過PN結的勢壘進入到P區一側。于是在PN結附近稍偏于P區一邊的地方,處于高能態的電子與空穴相遇時,便產生發光復合。這種發光復合所發出的光屬于自發輻射,輻射光的波長決定于材料的禁帶寬度Eg,即
λ=1.24μm•;eV/Eg
----發光二極管具有可靠性較高,室溫下連續工作時間長、光功率-電流線性度好等顯著優點,而且由于此項技術已經發展得比較成熟,所以其價格非常便宜。因此在一些簡易的光纖傳感器的設計中,如果LED能夠勝任,選用它作為光源即可大大降低整個傳感器的成本。然而LED的發光機理決定了它存在著很多的不足,如輸出功率小、發射角大、譜線寬、響應速度低等。因此,在一些需要功率高、調制速率快、單色性好的光源的傳感器設計中,就不得不以提高成本為代價,選用其它更高性能的光源。
----由于不同材料的禁帶寬度不同,所以由不同材料制成的發光二極管可發出不同波長的光。另外,有些材料由于組分和摻雜不同,例如,有的具有很復雜的能帶結構,相應的還有間接躍遷輻射等,因此有各種各樣的發光二極管。