详解LED灯珠：发光二极管的发光原理

在了解LED之前，我们要简单了解一下二极管——不仅仅是发光二极管。

所有的二极管，无论是能发光的还是不能发光的，均有一个明显的工作标签——只能通过一个方向的电流。

这句话要怎么理解呢？我们知道，在直流电路中，电源的正负极是不变的，因此电流的方向也不变。但是在交流电路中，电源的正负极在不停的改变，国内电路中，正负极的变换频率为每秒钟50次（50Hz），正负极改变了，电流的方向也就会随着改变。

这一特性，叫做二极管的“正向性”，又叫“单向导电性”，二极管的发光，就是利用了这一特性。当然，二极管还具有“反向性”和“击穿”等特性，利用这些特性，二极管还可以用于检波、整流、稳压等多种场合。本文不对二极管的其它特性做过多讲解。

那么，二极管为什么会有正向性呢？这与二极管中的一个环节——PN结有关。

发光二极管

终于说到发光二极管了，发光二极管的英文名叫做“Light Emitting Diode”，取三个单词的首字母，简称为LED。在LED灯具中，就是指灯具的发光体，俗称“灯珠”。

当二极管正向导电（P接正极N接负极）时，电子从N区涌向P区，在这一过程中，会发生一种现象：学术上的定义叫做“产生自发辐射的荧光”，许多谣言根据这句话就咬定LED灯有辐射。但此辐射非彼辐射，这里的辐射，实际上是一种能量转换——将电能转换成光能（有的物质在工作时发热，有的则发光，这与物质本身的化学性质有关，二极管的特性显然属于后者）。

由于半导体材料和电流大小不同，所发出的光的颜色和亮度也不同，呈现出的光谱，也是从红外线到紫外线。举几个例子：铝磷化镓作为杂质加入N区，可发出绿光；铟氮化镓作为杂质加入P区，可发出蓝光；碳化硅作为底衬，亦可发出蓝光。

这种直接加入元素杂质的方法，只能做出红、绿、黄、蓝四种颜色的光，并且早在上世纪就广泛投入使用， 一般是作为指示灯。

但是真正能够发出白光，作为照明灯使用，投入家庭中，还是在近些年。随着技术的逐步成熟，人们尝试了加入元素调试黄色光、在紫外光上涂抹磷光体等多种尝试。终于，在最近十年，才研制出了真正能够做到低成本、高亮度、高寿命的LED照明产品。

它是通过以硒化锌作为底衬，并将硒化锌放到高真空环境下，利用真空蒸镀技术，使硒化锌表面产生一层硒化锌磊晶层。通电时，磊晶层就发出蓝光，底衬会发出黄光，混合之后，就变成了白光。