SonofSamlawのブログ

うひょひょ

LEDの発光原理(どこにも書いてない)

ライター:mpcsp079さん(最終更新日時:2014/4/26)投稿日:2014/4/13    

    

 

LEDの発光原理を簡単に理解する

 



順方向電流の場合、下図の上のようにP型から来たホールとN型から来た電子が、接合部分で衝突して消滅する、つまり運動エネルギーが=0になります。このエネルギーが光になるのです。このとき、半導体が「間接遷移型」であると、最も衝突の確率が高いホールと電子は、速度が違うので、衝突したとき、結晶にも止めてもらうことになり、その結果結晶振動(フォノン)にエネルギーの多くが奪われてしまうので、発光は小さくなってしまいます。


逆方向電流は小さいので発光は弱いです。
ブレークダウン時は、下図の下のように電子・ホール共に結晶に当たり、さらなる自由な電子・ホールをたたき出します。つまり、この場合、N型からP型に向かったホールとP型からN型に向かった電子は、接合部分で衝突して停止しないで、どんどん自由な電子とホールを生み出します。この結果、発光はしたとしても小さいと思われます。

 

 

            図1 LED

 

これを見て
http://note.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/n131988
これによれば、
Vbe=Vt*In(I1*T^(-γ)*E*exp(Vg0/Vt))
Vt=kT/q
Vg0はT=0でのバンドギャップエネルギーでシリコンで1.205(V)
 Vbeはダイード電圧です。
 I1は電流です。

Vg0は色によって異なります。よってVbeーI1関係も上の式に従い異なります。