U principiu luminosu di i LED

Tuttua luce di travagliu ricaricabile, luce di campeghju portatileèlampada frontale multifunzionaleAduprate u tipu di lampadina LED. Per capisce u principiu di u diodu led, prima di tuttu, ci vole à capisce a cunniscenza basica di i semiconduttori. E proprietà conduttive di i materiali semiconduttori sò trà cunduttori è isolanti. E so caratteristiche uniche sò: quandu u semiconduttore hè stimulatu da e cundizioni esterne di luce è calore, a so capacità conduttiva cambierà significativamente; Aghjunghje piccule quantità d'impurità à un semiconduttore puru aumenta significativamente a so capacità di cunduce l'elettricità. U siliciu (Si) è u germaniu (Ge) sò i semiconduttori più cumunimenti usati in l'elettronica muderna, è i so elettroni esterni sò quattru. Quandu l'atomi di siliciu o di germaniu formanu un cristallu, l'atomi vicini interagiscenu trà di elli, in modu chì l'elettroni esterni diventanu spartuti da i dui atomi, ciò chì forma a struttura di legame covalente in u cristallu, chì hè una struttura moleculare cù poca capacità di vinculu. À temperatura ambiente (300K), l'eccitazione termica farà chì alcuni elettroni esterni ottenganu abbastanza energia per rompe si da u legame covalente è diventà elettroni liberi, stu prucessu hè chjamatu eccitazione intrinseca. Dopu chì l'elettrone hè statu liberatu per diventà un elettrone liberu, una vacanza hè lasciata in u legame covalente. Questa vacanza hè chjamata un foru. L'apparizione di un foru hè una caratteristica impurtante chì distingue un semiconduttore da un cunduttore.

Quandu una piccula quantità d'impurità pentavalente cum'è u fosforu hè aghjunta à u semiconduttore intrinsecu, averà un elettrone supplementu dopu avè furmatu un ligame covalente cù altri atomi semiconduttori. Questu elettrone supplementu hà bisognu solu di una piccula energia per sbarrazzassi di u ligame è diventà un elettrone liberu. Stu tipu di semiconduttore d'impurità hè chjamatu semiconduttore elettronicu (semiconduttore di tipu N). Tuttavia, aghjunghjendu una piccula quantità d'impurità elementari trivalenti (cum'è u boru, ecc.) à u semiconduttore intrinsecu, perchè hà solu trè elettroni in u stratu esternu, dopu avè furmatu un ligame covalente cù l'atomi semiconduttori circundanti, creerà una vacanza in u cristallu. Stu tipu di semiconduttore d'impurità hè chjamatu semiconduttore di lacune (semiconduttore di tipu P). Quandu i semiconduttori di tipu N è di tipu P sò cumminati, ci hè una differenza in a cuncentrazione di elettroni liberi è lacune à a so giunzione. Sia l'elettroni sia i lacune sò diffusi versu a cuncentrazione più bassa, lascendu daretu ioni carichi ma immobili chì distrughjenu a neutralità elettrica originale di e regioni di tipu N è di tipu P. Queste particelle cariche immobili sò spessu chjamate cariche spaziali, è sò cuncentrate vicinu à l'interfaccia di e regioni N è P per furmà una regione assai fina di carica spaziale, chì hè cunnisciuta cum'è a giunzione PN.

Quandu una tensione di polarizazione diretta hè applicata à e duie estremità di a giunzione PN (tensione pusitiva da un latu di u tipu P), i buchi è l'elettroni liberi si movenu l'unu intornu à l'altru, creendu un campu elettricu internu. I buchi appena iniettati si ricombinanu tandu cù l'elettroni liberi, qualchì volta liberendu energia in eccessu in forma di fotoni, chì hè a luce chì vedemu emessa da i led. Un tale spettru hè relativamente strettu, è postu chì ogni materiale hà una banda gap diversa, e lunghezze d'onda di i fotoni emessi sò diverse, dunque i culori di i led sò determinati da i materiali di basa utilizati.