Leuchtdioden sind häufig verwendete lichtemittierende Geräte, die durch die Rekombination von Elektronen und Löchern Energie abgeben, um Licht zu emittieren.Sie werden häufig im Bereich der Beleuchtung eingesetzt.[1] Leuchtdioden können elektrische Energie effizient in Lichtenergie umwandeln und finden in der modernen Gesellschaft vielfältige Einsatzmöglichkeiten, beispielsweise für Beleuchtung, Flachbildschirme und medizinische Geräte.[2]

Derartige elektronische Bauteile kamen bereits 1962 auf den Markt. In der Anfangszeit konnten sie nur rotes Licht mit geringer Leuchtdichte aussenden.Später wurden weitere monochromatische Versionen entwickelt.Das Licht, das heute emittiert werden kann, hat sich auf sichtbares Licht, Infrarot- und Ultraviolettlicht ausgeweitet und auch die Leuchtkraft hat erheblich zugenommen.Die Leuchtkraft.Die Verwendung erfolgte auch als Anzeigelampen, Anzeigetafeln usw.;Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie werden Leuchtdioden häufig in Displays und Beleuchtung eingesetzt.

Leuchtdioden bestehen wie gewöhnliche Dioden aus einem PN-Übergang und verfügen zudem über eine unidirektionale Leitfähigkeit.Wenn die Durchlassspannung an die Leuchtdiode angelegt wird, stehen die vom P-Bereich in den N-Bereich injizierten Löcher und die vom N-Bereich in den P-Bereich injizierten Elektronen jeweils in Kontakt mit den Elektronen im N-Bereich und den Hohlräumen im P-Bereich innerhalb weniger Mikrometer des PN-Übergangs.Die Löcher rekombinieren und erzeugen spontane Emissionsfluoreszenz.Die Energiezustände von Elektronen und Löchern in verschiedenen Halbleitermaterialien sind unterschiedlich.Wenn Elektronen und Löcher rekombinieren, ist die freigesetzte Energie etwas anders.Je mehr Energie freigesetzt wird, desto kürzer ist die Wellenlänge des emittierten Lichts.Üblicherweise werden Dioden verwendet, die rotes, grünes oder gelbes Licht aussenden.Die Sperrspannung der Leuchtdiode ist größer als 5 Volt.Ihre Vorwärts-Volt-Ampere-Kennlinie ist sehr steil und sie muss in Reihe mit einem strombegrenzenden Widerstand verwendet werden, um den Strom durch die Diode zu steuern.

Der Kernteil der Leuchtdiode ist ein Wafer, der aus einem Halbleiter vom P-Typ und einem Halbleiter vom N-Typ besteht.Zwischen dem Halbleiter vom P-Typ und dem Halbleiter vom N-Typ gibt es eine Übergangsschicht, die als PN-Übergang bezeichnet wird.Beim PN-Übergang bestimmter Halbleitermaterialien wird bei der Rekombination der injizierten Minoritätsträger und Majoritätsträger die überschüssige Energie in Form von Licht freigesetzt, wodurch elektrische Energie direkt in Lichtenergie umgewandelt wird.Wenn eine Sperrspannung an den PN-Übergang angelegt wird, ist es schwierig, Minoritätsladungsträger zu injizieren, sodass kein Licht emittiert wird.Wenn es sich in einem positiven Betriebszustand befindet (d. h. an beide Enden wird eine positive Spannung angelegt) und der Strom von der LED-Anode zur Kathode fließt, emittiert der Halbleiterkristall Licht unterschiedlicher Farben von Ultraviolett bis Infrarot.Die Intensität des Lichts hängt vom Strom ab.