발광다이오드와 광다이오드의 원리가 궁금합니다.
발광다이오드의 반대가 광다이오드라고 생각하면 되나요? 그러면 광다이오드는 pn반도체를 역방향으로 접합시켜야 하나요??
9개의 답변이 있어요!안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
발광 다이오드는 전류를 순방향으로 흘려 주었을 때, 빛을 발하는 반도체 소자입니다.
원리 : 다이오드는 순방향 바이어스 상태에서 양공이 P형 반도체 쪽으로 이동합니다. 이때 이 양공은 N쪽으로 흘러가다 공핍영역을 만납니다. p쪽의 공핍영역에는 확산되어 들어온 전자가 가득한데 이 전자들과 양공은 서로 만나면 쌍소멸하게 됩니다. 이 과정에서 광자의 형태로 에너지가 방출되며 빛이 발생합니다.
- 반대로 N형 반도체에서는 전자가 P형 반도체 쪽으로 진행하다 공핍영역에서 양공을 만다 쌍소멸하면 광자가 방출하는데 이 에너지를 적정 수준에 맞추면 원하는 색의 빛을 내는 LED를 만들 수 있습니다.
발광다이오드(LED)와 광전자다이오드(PD)는 둘 다 반도체 소자입니다. 그러나 작동 원리와 기능이 다릅니다.
LED는 전기를 통과할 때 발광하는 원리를 이용하여 빛을 내는 반도체 소자입니다. 전기가 LED 내부의 발광체에 전달되면, 발광체 내부에서 발생하는 전하와 구조적 결함이 결합하여 에너지를 방출하고 빛을 발생시킵니다. LED는 효율적이고 내구성이 뛰어나며 적은 전력으로 밝은 빛을 만들 수 있어서 일반 조명 등에 널리 사용됩니다.
반면 PD는 빛을 받아서 전기 신호로 변환하는 반도체 소자입니다. PD는 빛을 받아들이는 광감지 부품과 전기 신호를 출력하는 전자부품으로 구성됩니다. 빛은 광감지 부품에 닿으면 전자가 방출되고, 이러한 전자는 전기적 신호로 변환되어 출력됩니다. PD는 광통신, 광센서, 레이더 감지 등 다양한 분야에서 사용됩니다.
따라서, LED는 전기 에너지를 빛으로 변환하고, PD는 빛을 전기 신호로 변환하는 원리를 이용합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
발광다이오드(LED)와 광전자다이오드(PD)는 둘 다 반도체 소자로, 전자기기에서 널리 사용됩니다.
발광다이오드(LED)는 전기가 흐르면 발광하는 소자로, PN 접합부에 전압을 인가하면 전자가 가동되면서 전자는 P영역, 홀은 N영역으로 이동하게 됩니다. 그러면서 전자와 홀이 결합하면서 에너지가 방출되고, 이를 빛으로 발산하게 됩니다.
광전자다이오드(PD)는 빛을 전기 신호로 바꾸는 역할을 합니다. 광전자다이오드는 PN 접합부에 빛을 조사하면, 빛에 의해 전자가 떨어져 내리면서 전기 신호를 발생시키게 됩니다.
즉, 두 다이오드는 PN 접합부에서 전자와 홀이 결합하거나 분리되면서 빛이나 전기 신호를 발생시키는 원리가 존재합니다. 이는 반도체 소자의 특성으로 인한 것입니다.
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
발광다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자입니다. LED는 일반적으로 pn접합을 이용하여 만들어지며, pn접합에서 전기 에너지가 빛으로 변환됩니다. pn접합은 p형 반도체와 n형 반도체가 접합된 부분을 말합니다. p형 반도체는 양자가 많이 존재하고, n형 반도체는 전자가 많이 존재합니다. 이 두 반도체가 접합하면, pn접합 영역에서 양자와 전자가 결합하여 전기 에너지를 방출하는데, 이것이 빛으로 변환됩니다.
광다이오드(Photo Diode)는 빛을 전기 에너지로 변환하는 반도체 소자입니다. 광다이오드는 일반적으로 pn접합을 이용하여 만들어지며, 광자가 pn접합 영역에서 전하 캐리어(전자, 양공)를 생성하여 전기 에너지를 발생시킵니다. 광다이오드는 일반적으로 전류가 반대 방향으로 흐르도록 사용되며, 이때 역방향 전압이 인가됩니다. 따라서 광다이오드는 pn접합을 역방향으로 접합시켜야 합니다.
안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.
보통 광다이오드라 함은 레이져 다이오드,발광다이오드,포토다이오드...와 같이 광에 관련된 모든 다이오드를 합쳐서 부르는 말입니다.
빛을 내는 것뿐 아니라 빛을 받아들이는 Photo Diode도 광다이오드라고 부릅니다.
여기서 발광(發光) 다이오드라는 것은 빛을 내는 다이오드라는 의미입니다.
따라서 광다이오드가 좀더 포괄적인 의미이고, 발광다이오드는 빛을 내는 다이오드라는 국한적인 의미로 사용합니다.
감사합니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
연결 방식을 물어보시는 것이라면 맞습니다.
p-n 접합에 순방향의 바이어스가 연결되면, p-side에는 상대적으로 양의 전위 그리고 n-side에는 상대적으로 음의 전위를 갖는 전압이 인가되면, 공간전하의 영역이 감소하게 되고 평형 상태에서 정공과 전자의 확산을 막는 역할을 하던 전기장의 세기가 감소됩니다. 그 결과로 p-side로부터는 정공이 n-side로부터는 전자가 각각 n-side와 p-side로 주입되는 현상이 활발하게 이루어지면서 전류가 잘 흐르게 되고 발광 다이오드의 경우 빛을 매우 효율적으로 발생시키게 됩니다. 그렇기 때문에 발광 다이오드는 순방향으로 연결합니다.
그리고 역방향의 바이어스 상태의 p-n 접합에 적당한 파장을 갖는 빛을 쬐어주면 빛의 세기에 비례하여 정공과 전자의 쌍이 활발하게 생성되면서 전류도 조사된 빛의 세기에 비례하여 흐르게 됩니다. 빛을 받는 상태에서 흐르는 전류는 암전류에 비하여 훨씬 큰 값을 갖게 되기 때문에 광검출 기능을 수행할 수 있게 됩니다. 그렇게 때문에 광다이오드는 역방향으로 연결합니다.
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
보통 광다이오드라 함은 레이져 다이오드,발광다이오드,포토다이오드...와 같이 광에 관련된 모든 다이오드를 합쳐서 부르는 말입니다.
빛을 내는 것뿐 아니라 빛을 받아들이는 Photo Diode도 광다이오드라고 부릅니다.
여기서 발광(發光) 다이오드라는 것은 빛을 내는 다이오드라는 의미입니다.
따라서 광다이오드가 좀더 포괄적인 의미이고, 발광다이오드는 빛을 내는 다이오드라는 국한적인 의미로 사용합니다.
안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.
발광다이오드(LED)와 광전자다이오드(PD)는 서로 다른 역할을 하는 반도체 소자입니다.
발광다이오드(LED)는 전기 에너지를 광 에너지로 변환시켜서 빛을 내는 반도체 소자입니다. 이때 LED에서 전기 에너지는 pn접합에서 전자와 정공이 재결합할 때 방출되는 광자로 변환됩니다.
반면에 광전자다이오드(PD)는 빛을 전기 신호로 변환시켜주는 반도체 소자입니다. 이때 광전자다이오드에서 빛은 pn접합에서 광자로 흡수되어 전자와 정공이 발생하고, 이를 전기 신호로 변환해주는 역할을 합니다.
따라서 LED와 PD는 역할도, 작동 원리도 다르며, pn접합의 전류 방향 역시 LED와 PD에서 모두 같은 방향으로 접합시켜야 합니다. 즉, 광다이오드라는 개념은 없으며, 광전자다이오드(PD)와 발광다이오드(LED)는 서로 다른 기능을 가지고 있습니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.발광다이오드(LED)와 수광다이오드(PD)의 원리는 서로 반대되는 원리를 가지고 있습니다.
발광다이오드(LED)의 원리
발광다이오드(LED)는 전기 에너지를 이용하여 빛을 발생시키는 반도체 소자입니다. LED는 P-N 접합 다이오드의 한 종류로, P-type과 N-type 반도체 물질을 만들어 전기적으로 접합시키는 과정에서 빛이 발생합니다.
LED에서 전기가 흐르면 P-type과 N-type 반도체 물질 사이에서 전자와 양공이 만나면서 결합됩니다. 이때, 결합된 전자가 빈 공간으로 떨어질 때, 에너지를 방출하면서 빛이 발생합니다. 이 과정에서 반도체 물질에 따라서 발광되는 빛의 파장이 다르게 나타납니다.
수광다이오드(PD)의 원리
수광다이오드(PD)는 빛의 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 반도체 소자입니다. PD는 발광다이오드와 비슷한 구조를 가지고 있지만, 빛을 발생시키는 대신 빛을 감지하여 전기 신호로 바꾸는 역할을 합니다.
PD에서는 빛이 PD의 반도체 물질에 충돌하면 전자-홀 쌍이 생성됩니다. 이 때, P-type 반도체 물질에서는 전자, N-type 반도체 물질에서는 홀이 생성됩니다. 이렇게 생성된 전자와 홀은 전기적으로 접합하여 전류가 흐르게 됩니다. 따라서, PD의 출력 전압은 빛의 강도에 비례합니다.
따라서, 발광다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 바꾸고, 수광다이오드(PD)는 빛의 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 원리를 가지고 있습니다.
