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发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压大于5伏。它的正向伏安特性曲线很陡,使用时串联限流电阻以控制通过二极管的电流。

LED用作袖珍计算器。数字手表和电子仪表的数字显示,一般为七段显示。但对台式计算器,更灵活的显示方式(产生全文字-数字)是35点矩阵,其中LED装成7×5阵列。35点矩阵价格较高、驱动电路复杂,其应用不及七段显示器件广泛。  光耦合器件  GaAs(或GaAsP)LED和Si-PN结探测器相结合,可以制成许多新型器件,进行光-电和电-光的传递,通常称为光耦合器件。熟知的是光耦合隔离器,它高速、可靠并可提供高至2.5千伏的电隔离。GaAsLED与Si晶体管相结合制成穿孔卡片或磁带的光电子读数头,比钨丝灯径向分布可靠、稳定、抗震和功耗小。采用光耦合器件的汽车点火装置,省油、易起动、工作平稳。GaAlAs负阻发光二极管可用作发光开关、可控发光整流器和光波长转换等。

原子、分子和某些半导体材料,能分别吸收和放出一定波长的光或电磁波。根据固体能带论,半导体中电子的能量状态分为价带和导带,当电子从一个带中能态E1跃迁(转移)到另一带中的能态E2时,就会发出或吸收一定频率(υ)的光。υ与能量差(ΔE=E2-E1)成正比,即

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