Как и другие диоды, светодиоды включают в себя один p-n-переход полупроводниковый, то есть переход электронно-дырочного типа. Этот процесс, который называется легирование, способствует тому, что материалы n-типа начинают обогащаться носителями отрицательного заряда, а в материалах р-типа – носителями положительного заряда. В материалах n-типа атомы пополняются дополнительными электронами, а в материалах р-типа атомы приобретают дырки — в этих местах, которые находятся на внешней электронной орбите атомов, электроны отсутствуют.

Если к диоду прикладывается электрическое поле, то дополнительные электроны, а также дырки в материале n- и p-типов направляются к p-n-переходу. В момент, когда носители зарядов подходят к этому переходу, электроны начинают инжектироваться в материалы р-типа. Если же идет подача отрицательного напряжения от стороны материалов n-типа, электрический ток пропускается через диод по направлению со стороны материалов n-типа к р-типу. Этот процесс называют прямым смещением.

В момент, когда лишние электроны переходят в материал р-типа с n-типа, происходит рекомбинирование с дырками и последующее выделение энергии, как фотонов, квантов в электромагнитном излучении. Каждый диод испускает фотон, но не каждый видимый свет. Материал, из которого будут изготавливать светодиоды, подбирается так, чтобы длина волн, которые испускают фотоны, была в рамках видимой области в спектре излучения. Различные материалы испускают различные фотонные волны различной длины, что отвечает различным цветам излучаемого света.

Пучки видимого света, которые излучают светодиоды, являются холодными, но поскольку при этом происходят потери в светодиодах, то в p-n-переходах начинает генерироваться тепло, которое зачастую является достаточно сильным. Критическим в обеспечении работы светодиодов, а также оптимизации их световых потоков и повышении сроков службы являются ограничения температуры в p-n-переходе с помощью соответственно сконструированных теплоотводов и других способов контроля над температурой.

Как устроены осветительные светодиоды?

Осветительный светодиод, представленный SMD — светодиодом поверхностного монтажа с высокой яркостью и высокой мощностью, – это надежное и мощное устройство, которое способно обеспечивать надлежащий уровень освещения, обладающее световым потоком, который равен или превосходит световой поток традиционного источника света, такого как компактные люминесцентные лампы.

Все светодиоды, которые используются для освещения, имеют одинаковые базовые конструкции. Они состоят из:

• Полупроводникового чипа или кристалла;
• Подложки, на которую они устанавливаются;
• Контактов для электрических подключений;
• Соединительных проводников, которые нужны для подсоединения контакта к кристаллу, теплоотводу, линзе и корпусу.

Тепло, которое генерируют осветительные светодиоды, внутри них не рассеивается, для этого они снабжены корпусом, который может прямо припаиваться к поверхности, тем самым обеспечивая теплоотвод. Хороший отвод тепла очень важен, чтобы обеспечить температурный режим и нормальную работу светодиода, в другом случае произойдет процесс деградации.