led灯的发光原理？

问题描述：led灯的发光原理？led灯的发光原理是什么？

领域专家：LED灯发光原理？

在现在大力倡导低碳经济、节能、环保的背景条件下，LED灯凭借使用寿命长、高效率、节能环保、低能耗、无辐射、无污染等诸多优点，在近些年得到快速发展，各个方面性能得到大大提高，应用的越来越广泛，渐渐的取代了传统照明灯具白炽灯。

题目说的LED灯发光原理，了解它的发光原理得熟知它的硬性条件。首先LED灯的制作主要是III-IV族化合物，例如砷化镓、磷化镓、磷砷化镓等族化合物，其核心就是PN结。LED发光原理图如下所示。P型半导体内部有大量带正电荷的空穴及带负电荷的电离杂，由于电场作用，电离杂是固定不动，空穴是可移动的。而N型半导体内部有很多负电子和固定的正离子，由于电场的作用，正离子是固定的，负电子是可移动的。假如给PN结外加正向电压，P型一边结正极，N型一边接负极，则电流的流动方向由P到N，而空穴与自由电子则向界面运动，使空间电荷区变窄，电流就会顺利通过。假如给PN结外加反向电压，则空穴和自由电子远离界面，使空间电荷区变宽，电流不会通过。

所以在半导体晶片两极加正向电压，某些族化合物半导体材料的PN结会注入少数载流子和多数载流子，复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而实现电能到光能的转换。若加反向电压，少数载流子是很难注入，那么无载流子复合则没有多余能量释放，从而无法实现电能到光能的转换。这就是LED灯的发光原理。

LED能够取代白炽灯成为新一代照明灯具，它的很多优点是白炽灯不具有的，例如高效节能、使用安全、体积小、控制性强、绿色环保、使用寿命长、发光稳定等优点，成为现代社会照明灯具的翘楚，也是传统照明灯具退出历史舞台的根源。

领域专家：一、认识LED

首先来认识一下什么是LED，它的中文名是发光二极管，这是一种将电能转换成光能的固体电致发光半导体器件，发光二极管的核心部分是由 p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。如下图，它主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五个部分所组成。

二、LED如何发光

1）发光原理

理解LED如何发光之前，先来认识一下什么是电致发光原理，这是由于电场作用激发电子由低能态跃迁到高能态，当这些电子从高能态回到低能态的时候，根据能量守恒，多余的能量就以光的形式释放，这时候就产生发光，因此，LED发光实质上就是由于电子的跃迁导致，也就是说电子与价带上的空穴复合，复合时得到的能量以光子的形式释放。

2）发光颜色

那么LED如何发出不同的颜色呢，我们知道每一种光都会有一个波长，红色发光二极管的波长一般为650~700nm，橙色发光二极管的波长一般为610~630nm摆布，黄色发光二极管的波长一般为585nm摆布，绿色发光二极管的波长一般为555~570nm。根据PN结不同，LED可以发出不同颜色的光，我们较为常见的是红、黄、绿、蓝四种颜色。

那么问题来了，如何需要获得其他颜色的光呢？LED属于电流控制型半导体器件，应用时需串接合适的限流电阻。通俗单色发光二极管的发光色彩与发光的波长有关。

例如我们常见的白光，理论上蓝光LED结合原有的红光LED和绿光LED可产生白光，但白光LED却很少是这样造出来的。现时生产的白光LED大部分是通过在蓝光LED上覆盖一层淡黄色荧光粉涂层制成的，当LED芯片发出蓝光，部分蓝光便会被这种晶体很高效地转换成一个光谱较宽黄色的光。由于黄光会刺激肉眼中的红光和绿光受体，再混合LED本身的蓝光，使它看起来就像白色光。

荧光粉主要分铝酸盐和硅酸盐，铝酸盐性能优于硅酸盐，铝酸盐为代表的是YAG，YAG性能稳定，光衰低，硅酸盐自身的化学稳定性较差，但亮度比YAG高，荧光粉的质量直接决定的光源的光色的纯度跟持久度，有些光源为什么用一段时间会变颜色就是跟封装技术跟材质不过关造成。

值得注意一下：

由于LED属于电流型器件，因此在实际使用中一定要串接限流电阻，工作电流根据型号不同一般为1mA到3OmA。另外，由于发光二极管的导通电压一般为1.7V以上(一般在1.6-2.0V，有些特殊的高达4-5V）。应用时必须串联限流电阻以控制经过过程管子的电流。限流电阻R可用下式计算：R＝（E－UF）／IF

其中：E为电源电压，UF为LED的正向压降，IF为LED的一般工作电流。

LED灯里面有很多LED，其实LED灯发光就是由于多个LED一起发光，这样亮度就会加大。

领域专家：谢邀。

LED灯的发光原理，简单来说，叫电致发光原理。

话还得从PN结说起。

P的意思是带正电（positive)，将少量硼（或其他三族元素）作为杂质添加到硅（或锗）中，由于硼元素最外层电子比硅少一个，于是硼替代了硅后就会少一个电子，从而形成一个空位。

N的意思是负电（Negative），是将由于少量磷（或其他五族元素）作为杂质添加到硅晶体（或锗晶体）中，于是磷元素的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成共价键，从而多出的一个电子，成为自由电子。

如果把这两种掺杂的半导体结合在一起，在两种半导体的交界面附近的区域就形成了PN结。

正常的二级管，电源正极接到N区方向，在电势作用下，大量电子继续进入P区，等效于大量空位进入N区，从而使中间的电场加大，阻碍了电流的流动。此时的二级管是起到了单向导电的功能。

如果有一种PN结，能够形成量子阱（就是一种能级差，不用管具体是啥），这种量子阱就聚集电子和空穴，最后进行复合，将能量以光子的形式释放，从而实现发光。

再形像点，就是有一种结构的半导体，象个坑，把正负电荷都给集中到这里，把正负电荷中和，之后的能量没法消除，就以光的形式出来了。