የ LED የብርሃን መርህ

ሁሉምእንደገና ሊሞላ የሚችል የስራ መብራት፣ ተንቀሳቃሽ የካምፕ መብራትእናባለብዙ ተግባር የፊት መብራትየ LED አምፖል አይነት ይጠቀሙ። የዳይዮድ ሊድ መርህን ለመረዳት በመጀመሪያ የሴሚኮንዳክተሮችን መሰረታዊ እውቀት ለመረዳት። የሴሚኮንዳክተር ቁሳቁሶች አስተላላፊ ባህሪያት በኮንዳክተሮች እና በኢንሱሌተሮች መካከል ናቸው። ልዩ ባህሪያቱ የሚከተሉት ናቸው፡ ሴሚኮንዳክተር በውጫዊ ብርሃን እና በሙቀት ሁኔታዎች ሲነቃቃ፣ የመምራት ችሎታው በከፍተኛ ሁኔታ ይለወጣል፤ አነስተኛ መጠን ያላቸውን ቆሻሻዎች ወደ ንጹህ ሴሚኮንዳክተር ማከል ኤሌክትሪክ የማንቀሳቀስ ችሎታውን በእጅጉ ይጨምራል። ሲሊከን (ሲ) እና ጀርማኒየም (ጂ) በዘመናዊ ኤሌክትሮኒክስ ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉ ሴሚኮንዳክተሮች ሲሆኑ ውጫዊ ኤሌክትሮኖቻቸው አራት ናቸው። ሲሊከን ወይም ጀርማኒየም አቶሞች ክሪስታል ሲፈጥሩ፣ ጎረቤት አቶሞች እርስ በእርስ ይገናኛሉ፣ ስለዚህ ውጫዊ ኤሌክትሮኖች በሁለቱ አቶሞች ይጋራሉ፣ ይህም በክሪስታል ውስጥ የኮቫለንት ትስስር መዋቅርን ይፈጥራል፣ ይህም ትንሽ የመገደብ ችሎታ ያለው ሞለኪውላዊ መዋቅር ነው። በክፍል ሙቀት (300 ኪ.ሜ)፣ የሙቀት ማነቃቂያ አንዳንድ ውጫዊ ኤሌክትሮኖች ከኮቫለንት ትስስር ለመላቀቅ እና ነፃ ኤሌክትሮኖች ለመሆን በቂ ኃይል እንዲያገኙ ያደርጋል፣ ይህ ሂደት ውስጣዊ ማነቃቂያ ይባላል። ኤሌክትሮኑ ነፃ ኤሌክትሮን ለመሆን ከታሰረ በኋላ፣ ክፍት ቦታ በኮቫለንት ትስስር ውስጥ ይቀራል። ይህ ክፍት ቦታ ቀዳዳ ይባላል። የቀዳዳ ገጽታ ሴሚኮንዳክተርን ከኮንዳክተር የሚለይ አስፈላጊ ባህሪ ነው።

እንደ ፎስፈረስ ያለ ትንሽ የፔንታቫለንት ርኩሰት ወደ ኢንትሪን ሴሚኮንዳክተር ሲጨመር፣ ከሌሎች ሴሚኮንዳክተር አቶሞች ጋር ኮቫለንት ትስስር ከፈጠረ በኋላ ተጨማሪ ኤሌክትሮን ይኖረዋል። ይህ ተጨማሪ ኤሌክትሮን ቦንዱን ለማስወገድ እና ነፃ ኤሌክትሮን ለመሆን በጣም ትንሽ ኃይል ብቻ ያስፈልገዋል። ይህ ዓይነቱ ርኩሰት ሴሚኮንዳክተር ኤሌክትሮኒክ ሴሚኮንዳክተር (ኤን-አይነት ሴሚኮንዳክተር) ይባላል። ሆኖም፣ በውስጠኛው ሴሚኮንዳክተር ውስጥ ትንሽ መጠን ያለው ትራይቫለንት ኤለመንታል ርኩሰት (እንደ ቦሮን፣ ወዘተ) በመጨመር፣ ምክንያቱም በውጫዊው ንብርብር ውስጥ ሶስት ኤሌክትሮኖች ብቻ ስላሉት፣ ከአካባቢው ሴሚኮንዳክተር አቶሞች ጋር ኮቫለንት ትስስር ከፈጠረ በኋላ፣ በክሪስታል ውስጥ ክፍተት ይፈጥራል። ይህ ዓይነቱ ርኩሰት ሴሚኮንዳክተር ቀዳዳ ሴሚኮንዳክተር (ፒ-አይነት ሴሚኮንዳክተር) ይባላል። የኤን-አይነት እና የፒ-አይነት ሴሚኮንዳክተሮች ሲጣመሩ፣ በመገናኛቸው ላይ ባሉ ነፃ ኤሌክትሮኖች እና ቀዳዳዎች ክምችት ላይ ልዩነት አለ። ሁለቱም ኤሌክትሮኖች እና ቀዳዳዎች ወደ ዝቅተኛ ክምችት ይሰራጫሉ፣ የኤን-አይነት እና የፒ-አይነት ክልሎች የመጀመሪያውን የኤሌክትሪክ ገለልተኛነት የሚያጠፉ ቻርጅ የተደረጉ ግን የማይንቀሳቀሱ አየኖችን ይተዋሉ። እነዚህ የማይንቀሳቀሱ የተሞሉ ቅንጣቶች ብዙውን ጊዜ የቦታ ክፍያዎች ይባላሉ፣ እና በN እና P ክልሎች መገናኛ አቅራቢያ ተከማችተው በጣም ቀጭን የሆነ የቦታ ክፍያ ክልል ይፈጥራሉ፣ ይህም የፒኤን መጋጠሚያ በመባል ይታወቃል።

ወደፊት የሚመጣ የባይዞል ቮልቴጅ በሁለቱም የፒኤን መጋጠሚያ ጫፎች ላይ ሲተገበር (በፒ-አይነት አንድ ጎን ላይ ያለው ፖዘቲቭ ቮልቴጅ)፣ ቀዳዳዎቹ እና ነፃ ኤሌክትሮኖች እርስ በእርሳቸው ይንቀሳቀሳሉ፣ ውስጣዊ የኤሌክትሪክ መስክ ይፈጥራሉ። ከዚያም አዲስ የተወጉት ቀዳዳዎች ከነፃ ኤሌክትሮኖች ጋር እንደገና ይዋሃዳሉ፣ አንዳንድ ጊዜ ከመጠን በላይ ኃይልን በፎቶኖች መልክ ይለቃሉ፣ ይህም በሊዶች የሚወጣውን ብርሃን ነው። እንዲህ ዓይነቱ ስፔክትረም በአንጻራዊ ሁኔታ ጠባብ ነው፣ እና እያንዳንዱ ቁሳቁስ የተለየ የባንድ ክፍተት ስላለው፣ የሚወጣው የፎቶኖች የሞገድ ርዝመት የተለያዩ ናቸው፣ ስለዚህ የሊዶች ቀለሞች የሚወሰኑት ጥቅም ላይ በሚውሉት መሰረታዊ ቁሳቁሶች ነው።