목차
1. LED 칩은 어떻게 작동하나요?
2. LED 칩 효율에 영향을 미치는 요인
1. LED 칩은 어떻게 작동하나요?
LED 칩의 작동 원리는 인가된 전압 하에서 전자-정공 재결합을 통해 광자 에너지를 생성하는 반도체 물질의 특성에 의존합니다 . LED 칩의 기술, 응용 분야 및 개발에 대한 이해를 높여드립니다.
구체적으로 LED 칩의 작동 과정은 다음과 같습니다.
LED 칩 내부에서는 P형 반도체와 N형 반도체가 결합되어 PN 접합이 형성됩니다.
PN 접합에 외부 전압이 인가되면 전자는 N형 반도체에서 P형 반도체로, 정공은 P형 반도체에서 N형 반도체로 흐릅니다.
전자와 정공은 PN 접합 근처에서 재결합하여 광자 에너지를 방출합니다.
광자의 파장은 빛의 색상을 결정합니다.
2. LED 칩의 효율성에 영향을 미치는 요소는 다음과 같습니다.
반도체 재료의 특성
PN 접합 구조
인가 전압 크기
a. 반도체 재료의 특성
반도체 재료는 실온에서 도체와 절연체 사이에서 전기를 전달하는 재료를 말합니다. 반도체 재료의 주요 특성은 다음과 같습니다.
전도도: 반도체 재료의 전도도는 도체와 절연체의 중간 정도이며, 저항률은 온도에 따라 변합니다.
밴드 구조: 반도체 재료의 밴드 구조는 가전자대와 전도대로 구성됩니다. 가전자대는 전자가 차지할 수 있는 에너지 준위이고, 전도대는 전자가 차지할 수 없는 에너지 준위입니다.
전하 캐리어: 반도체 재료에는 전자와 정공, 두 가지 유형의 전하 캐리어가 있습니다. 전자는 음전하를 띠는 전하 캐리어이고, 정공은 양전하를 띠는 전하 캐리어입니다.
도핑: 반도체 재료는 한 원소의 원자를 다른 원소의 결정에 도입하는 도핑을 통해 전도도를 변경할 수 있습니다.
b. PN 접합의 구조
PN 접합은 P형 반도체와 N형 반도체가 결합되어 형성되는 구조입니다. P형 반도체는 많은 양의 정공을 포함하고, N형 반도체는 많은 양의 전자를 포함합니다.
PN 접합 계면에는 전자와 정공의 확산으로 인해 공간 전하 영역이 형성됩니다. 이 공간 전하 영역에는 자유 전하 캐리어가 없으므로 높은 저항률을 갖습니다.
c. 인가 전압의 크기
순방향 바이어스: 인가된 전압이 순방향 바이어스되면 전자는 N형 반도체에서 P형 반도체로, 정공은 P형 반도체에서 N형 반도체로 흐릅니다. 순방향 바이어스 전압이 클수록 PN 접합을 통해 흐르는 전류가 커지고, 따라서 더 많은 빛이 생성됩니다.
역방향 바이어스: 인가된 전압이 역방향 바이어스되면 전자는 P형 반도체에서 N형 반도체로, 정공은 N형 반도체에서 P형 반도체로 흐릅니다. 역방향 바이어스 전압이 클수록 PN 접합을 통해 흐르는 전류가 작아져 생성되는 빛의 양이 줄어듭니다.
항복: 인가 전압이 일정 값을 초과하면 PN 접합이 항복을 일으키고, PN 접합을 통해 흐르는 전류가 급격히 증가합니다. 항복은 LED 칩을 손상시킬 수 있습니다.
따라서 LED 칩을 사용할 때는 LED 칩 손상을 방지하기 위해 인가 전압의 크기에 주의해야 합니다. CSP LED 칩과 COB LED 칩의 차이점을 알고 계신가요?
요약
반도체 재료의 특성, PN 접합 구조, 그리고 인가 전압의 크기는 LED 칩의 동작에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 이러한 요소들을 이해하면 LED 칩을 더욱 효과적으로 활용하는 데 도움이 될 수 있습니다.
