LED 是什麼?發光二極體的構造 | 台灣精品獎-歷屆得獎名單
![LED 是什麼?發光二極體的構造](https://i.imgur.com/DERULla.jpg)
2020年11月30日—發光二極體(LED:LightEmittingDiode)外觀呈橢圓形,尺寸與一顆綠豆差不多,但是真正發光的部分只有圖中的「晶粒(Die)」而已,晶粒的尺寸與 ...
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發光二極體(LED:Light Emitting Diode)外觀呈橢圓形,尺寸與一顆綠豆差不多,但是真正發光的部分只有圖中的「晶粒(Die)」而已,晶粒的尺寸與海邊的一粒砂子差不多,這麼小的一個晶粒就可以發出很強的光,慢慢取代了我們用了超過一個世紀的傳統燈泡。
發光二極體的構造發光二極體(LED:Light Emitting Diode)的構造如<圖一(a)>所示,外觀呈橢圓形,尺寸與一顆綠豆差不多,但是真正發光的部分只有圖中的「晶粒(Die)」而已,晶粒的尺寸與海邊的一粒砂子差不多,這麼小的一個晶粒就可以發出很強的光。由於發光二極體的晶粒很小,所以一片 3 吋的砷化鎵晶圓就可以製作數百個晶粒,切割以後再封裝,形成如<圖一(b)>的外觀,發光二極體的製程與矽晶圓的製程相似,都是利用黃光微影、摻雜技術、蝕刻技術、薄膜成長製作而成。
圖一、發光二極體(LED)的構造
發光二極體的工作原理如果我們將<圖一>中的晶粒放大,如<圖二>所示,上下有金屬電極,中間有 N 型與 P 型的砷化鎵,當發光二極體與電池連接時,電子由電池的負極流入 N 型半導體,電洞由電池的正極流入 P 型半導體,電子與電洞在 P 型與 N 型的接面處結合,並且由晶粒的上方發光,經過橢圓形的塑膠封裝外殼,由於橢圓形的塑膠封裝外殼類似凸透鏡,具有聚光的效果,可以使發出來的光線「比較集中」。值得注意的是,真正能夠使發出來的光線集中成一束射出的半導體元件只有「雷射二極體(LD:Laser Diode)」,要讓光線集中成一束必須要有「共振腔(Cavity)」的結構才行。
圖二、發光二極體(LED)的工作原理
發光二極體的顏色當我們對不同的化合物半導體材料施加電壓時,會使化合物半導體發出「不同顏色的光」,科學家們利用這種原理可以製作出不同顏色的發光元件,如<表一>所示,簡單說明如下:
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