半导体发光 与电致发光有什么不同

半导体发光是这样的：发光二极管的发光部位分成两个区域，P区域里富含空穴——价带顶部里的电子空轨道，N区中富含处于导带底部的几乎是自由的电子；两区域的分界处称为PN结，平常这里空穴与自由电子都很少，称为耗尽层；一旦在两区加上正向电压，自由电子和空穴都会向耗尽层逼近，当它们相遇时，自由电子就可能跳进空穴里，多余的能量就以光的形式发出。激光二极管大体类似——都是电子与空穴的复合，不同的是它还有光谐振和光放大，使得光更纯更亮。

电致发光是这样的：发光材料中有发光中心（一种参杂元素），也有近自由的电子，这些电子在外加电场的加速下撞击发光中心的原子，使得其中的电子激发到高能级，这些电子退激返回低能态时，就以光的形式释放出多余的能量。

半导体发光与电致发光的区别主要就是：前者中的电子本来就处于高能级的导带底部，外加电场的作用是推动这些电子进逼耗尽层，在那里跳进本来就低的能级——价带顶部的空轨道；而后者中，外加电场是要先加速近自由的电子，使其具有足够的动能，然后去激发发光中心里本处于低能级的电子，然后退激发光。后者所需电压往往比前者大不少，因为加速需要较强的电场。

在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图所示。

理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。

发光是物体内部以某种方式储存的能量转化为光辐射的过程。发光物体的光辐射是材料中受激发的电子跃迁到基态时产生的。半导体（主要是元素周期表中Ⅲ族和Ⅴ族元素构成的化合物半导体）发光二极管属于电流激发的电致发光器件。

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