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JH3014側發光燈珠 |
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發光是物體內部以某種方式儲存的能量轉化為光輻射的過程。發光物體的光輻射是材料中受激發的電子躍遷到基態時產生的。半導體（主要是元素周期表中Ⅲ族和Ⅴ族元素構成的化合物半導體）發光二極管屬于電流激發的電致發光器件。
此式稱為玻爾條件。式中h=6.626×10-34J·s。當發光二極管工作時，在正偏下，通常半導體的空導帶被通過結向其中注入的電子所占據，這些電子與價帶上的空穴復合，放射出光子，這就產生了光。發射的光子能量近似為特定半導體的導帶與價帶之間的帶隙能量。這種自然發射過程叫作自發輻射復合（圖1）。顯然，輻射躍遷是復合發光的基礎。注入電子的復合也可能是不發光的，即非輻射復合。在非輻射復合的情況下，導帶電子失去的能量可以變成多個聲子，使晶體發熱，這種過程稱為多聲子躍遷；也可以和價帶空穴復合，把能量交給導帶中的另一個電子，使其處于高能態，再通過熱平衡過程把多余的能量交給晶格，這種過程稱為俄歇復合。隨著電子濃度的提高，這種過程將變得更加重要。帶間躍遷時，輻射復合和非輻射復合的兩種過程相互競爭。有的發光材料表現為輻射復合占優勢。
在低壓(低于2伏)、小電流（幾十毫安至200毫安）下工作,功耗小、體積小、可直接與固體電路連接使用；穩定、可靠、壽命長(105～106小時)；調制方便，通過調制LED的電流來調制光輸出;光輸出響應速度比較快（1～100兆赫）；價格便宜。 應用 LED可用作指示燈、文字-數字顯示、光耦合器件、光通信系統光源等。 LED光通量的計算 φ=2πì（1-cos?α）
