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众所周知，发光二极管（LED）是最好的光电器件之一。当器件的内部二极管结达到正向电流或电压时，该器件能够发出相当窄的可见或不可见光带宽。LED发出的可见光通常为橙色，红色，黄色或绿色。不可见光包括红外光。该器件的最大优点是其高光功率转换效率。也就是说，效率几乎是简单钨灯的50倍。还已知LED的响应时间在0.1微秒的范围内非常快，而钨灯的响应时间为100毫秒。由于这些优点，该设备广泛应用作为视觉指标和跳舞灯光显示。
我们知道PN结可以将吸收的光能连接到其比例电流中。这里反过来相同的过程。也就是说，当PN能量施加在其上时，PN结发光。这种现象通常称为电致发光，其可以定义为在电场的影响下来自半导体的光发射。当电子从N区交叉并与P区中存在的空穴重新结合时，电荷载流子在正向PN结中重新组合。自由电子处于能级的导带中，而空穴位于价能带中。因此，空穴的能级将小于电子的能级。必须消耗一部分能量以重新组合电子和空穴。
电子以硅和锗二极管的热量形式耗散能量。但是在砷化镓 - 磷（GaAsP）和镓 - 磷（GaP）半导体中，电子通过发射光子来耗散能量。如果半导体是半透明的，则结在发射时成为光源，因此成为发光二极管（LED）。但是当结被反向偏置时，LED不会产生光，相反，器件也可能被损坏。
LED发光二极管的结构图如下所示
可以使用上面列出的所有半导体。在衬底上生长N型外延层，并通过扩散产生P区 。包括电荷载流子复合的P区域显示为顶部。因此，P区成为器件表面。为了允许发射更多的表面区域，在P层的外边缘处形成金属阳极连接。为了使光尽可能地朝向装置的表面反射，将金膜施加到表面底部。该设置还能够提供阴极连接。通过将穹顶镜片包括在装置中来解决重吸收问题。通过包住设备来保护设备的电子电路中的所有电线。器件发出的光取决于所用半导体材料的类型。通过使用砷化镓（GaAs）作为半导体产生红外光。通过使用砷化镓 - 磷（GaAsP）作为半导体产生红光或黄光。通过使用镓 - 磷（GaP）作为半导体产生红光或绿光。
