科普知識 發明LED燈的人真是天才呀，3D動畫演示工作原理！

發明LED燈的人真是天才啊 它是自愛迪生髮明電燈泡以來 照明史的第二次革命 也是人類歷史上 在沒有加熱或燃燒材料的情況下 首次產生可見光 這玩意兒是如何工作的呢? 其實LED燈並沒有燈絲 它就是一個發光的二極管 把燈和電源連接在一起 電子就可以在電路的金屬原子中自由通過 當接入二極管時 電流會受到哪些影響呢? 這是一個內部有硅元素的半導體材料 仔細看哈 一個硅元子的周圍有四個電子 所有的硅元子形成具有共架鍵的晶體結構 每個元子有八個架電子 這種結構非常穩定 可以阻礙電子的通過變成絕緣體 爲了可以正常通電 我們通過摻雜其他元素來解決這個問題 當加進去五架雜質元素 比如鈴、紳石 五架雜質元子與四架硅元子結合 乘共架鍵八個電子 那必然會多於一個電子無共架鍵束縛 形成自由電子 我們稱它爲N型半導體 帶負電 同樣的 當加進去三架雜質元素 比如鏗、加石 三架雜質元子與四架硅元子結合 乘共架鍵需要八個電子 缺了一個架電子 在共架鍵中留下一個空穴 我們稱它爲P型半導體 帶正電 二極管具有單向導電性 是由PN結組成的 即前面講的P型半導體和N型半導體 我們把P型和N型放到一起 在交界處會形成一個靜態平衡的內置電場 接着連接上電池 電池正極與負極 會把空穴和電子往中間推 打破了原來的靜態電場 使得空穴和電子再次結合 這就形成了電子的移動 電子從五架電子的高能原子 移動到三架電子的低能原子時 就會釋放能量轉化成光能 材料不同產生的光能大小是不一樣的 能量最低的會發出紅光 能量最高的發出紫光 所以就有了各種顏色的LED燈 在普通的半導體中 外面有厚厚的材料 我們是看不見發光的 這可咋整呢 別急哈 工程師的頭髮可不是白掉的 把它削薄點就完了 首先找一款基板 上面放一層N型半導體 然後再加一層薄薄的P型半導體 連接上兩根導線 雖然結構變了 但工作原理不變 電流在半導體之間流動時 發出了可見光 爲了提高發光的效率 在周圍添加一個小型反射器來引導光 並使用透明的樹枝覆蓋住它們 起保護作用 生活中還有一種RGB二極管 是一種三色發光二極管 由紅、綠、藍三個獨立的LED芯片組成 每個顏色的LED 都需要對應的驅動電路來控制 這樣就可以形成彩色的LED燈