人类照明的历史随着能源的变化而发展

自从人类学会钻木取火以来，照明经历了一个从柴火和石油到电作为能源的过程。照明工具经历了无数次的变化，从火把、动物油、植物油、蜡烛、煤油灯、白炽灯、荧光灯，到现在种类繁多的装饰灯和LED灯。现代照明也从简单的生活照明应用发展到各个领域，给我们的生活带来了极大的便利和丰富多彩的视觉体验。

普通发光二极管结构 普通发光二极管结构

发光二极管最重要的部分是pn结，它是由ⅲ-ⅳ化合物制成的。发光二极管的核心部分是由P型和N型半导体组成的过渡层——P-N结。因此，它具有pn结的电压和电流特性，即正向导通、反向截止和击穿特性。同时，它还具有一些独特的性质，即在一定条件下具有发光特性。以下是详细说明:

P-N结的基体一般为硅，P-N结由两侧的P型和N型半导体结合而成。硅中的核外电子数是4。

n型半导体掺杂有P元素等IV族元素，IV族的核外电子数为5，因此掺杂元素与硅元素共享电子，形成9个核外电子的结构。当核外电子数为8时，为稳定结构，多余的一个电子形成自由电子，从而形成N型半导体

N型半导体 n型半导体

p型半导体在硅中掺杂III族元素，如B元素。III族核心外的电子数为3，因此掺杂元素和硅元素共享电子，形成核心外有7个电子的结构。当核外电子数为8时，为稳定结构，空之外的位置由空形成空穴，从而形成N型半导体。

N型半导体 n型半导体

P型和N型半导体结合形成P-N结。因为P型半导体中有多余的电子，所以P型半导体中的电子会流向N极半导体。内置电场是由扩散引起的电荷不平衡形成的。

P-N结的形成 磷氮结的形成

内建电场的形成 内置电场的形成

当外电压和内置电场方向相同时，相当于加了负电压，内置电场继续加强，使电子难以注入，所以不产生电流，这是二极管单向导电的本质原因。

当外部电压与内置电场相反时，可以形成电流，即加直流电压。在直流电压的情况下，电子从N区注入到P区，而空空穴从P区注入到N区。在这个过程中，注入的电子会与空空穴复合，剩余的能量会以光子的形式释放出来。有生活中常见的红、绿、黄色发光二极管。从而实现电能转化为光能的过程。光的强度与电流有关。电流越大，发出的光就越强。

加入正向电压形成电流 加入直流电压形成电流

由于LED灯直接将电能转化为光能，因此发光效率高，亮度高，发热小，使用寿命超过2万小时。如今，许多微型到大型设备都使用LED灯。比如很多高端车都配备了超清LED大灯，比较豪华。

汽车LED大灯 汽车发光二极管大灯

生活中随处可见的小LED灯。

LED台灯 led台灯

这些是历史上人们经历过的照明技术，以及它们的发光原理。你什么都懂吗？

世界那么大，只有你想不到。

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