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냉철한불독44

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LED 조명은 어떻게 발광하는 걸까요?

LED 조명은 어떻게 발광하는 걸까요? LED의 내부에서 어떤 과정이 일어나며, 어떤 원리에 의해 빛이 생성되는지와 발광 다이오드 내부에서 전기 에너지가 어떻게 광자로 변환되는지 설명해주세요.

    3개의 답변이 있어요!

    • 고운푸들16

      고운푸들16

      안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

      LED는 PN접합의 구조를 가진 일종의 반도체입니다.

      이 반도체에 순방향으로 전기가 흐르면 전자와 정공이 이동하여 접합부에서 재결합하며 에너지를 발산하는데, 이 때 발산되는 에너지가 빛이 되는 것입니다.

    • 하얀도화지113

      하얀도화지113

      안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

      1. 반도체 소자: LED는 반도체 소자로 구성되어 있습니다. 주로 강화된 실리콘 또는 갈륨화인디움과 같은 반도체 소재를 사용합니다.

      2. 전기 통과: 전압이 LED에 인가되면, 전자가 반도체 소자 내에서 이동하기 시작합니다. 이 전자는 "결합된 상태"에서 "자유 상태"로 이동하며, 이 과정에서 에너지를 방출합니다.

      3. 발광: 자유 상태로 이동한 전자는 반도체 소자의 결합된 상태로 돌아가기 위해 에너지를 방출합니다. 이때 방출되는 에너지는 빛의 형태로 나타나며, LED가 원하는 색상으로 발광하도록 설계되어 있습니다.

      4. 색상 조절: LED의 발광 색상은 반도체 소자의 소재에 의해 결정됩니다. 다양한 반도체 소재를 조합하고 얇은 필름을 사용하여 다양한 색상의 LED를 만들 수 있습니다.

    • 박준희 전문가

      박준희 전문가

      삼성물산

      ∙

      안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.


      발광은 conduction band의 전자가 valance band 의 정공이 재결합하면서 그 에너지 차이만큼의 에너지가 photon으로 방출됨. 이때 photon의 파장이 에너지 차이에 비례합니다.


      이때 conduction band의 전자는 LED의 n 쪽, 그리고 valance band의 정공은 LED의 p쪽에서 각각 출발하여 p-n 접합 부분에서 재결합하게되며 이때 전자와 정공은 각각 확산전류라는 형태로 흘러가게 됩니다.


      p-쪽에 도달한 전자는 다시 전선을 따라서 n 쪽에 도달합니다. 이때 배터리가 전자를 이동시켜주는,

      "refresh"시키는 역할 입니다. 정공도 마찬가지죠.


      즉, 배터리의 전압 에너지가 전자와 정공을 순환시키고, 그 결과로 전자나 정공은 더 높은 에너지 준위로 이동되고 그 에너지가 빛으로 나오는 겁니다.


      감사합니다.