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為什么二極管會發光

    光是能量的一種形式，一種可以被原子釋放出來。是由許多有能量和動力但沒質量的微小粒子似的小捆組成的。這些粒子被叫做光子，是光的最基本單位。光子是因為電子移動才釋放出來。在原子中，電子在原子的四周圍以軌道形式移動。電子在不同的軌函數有著不同等的能量。通常來說，有著更大能量的電子以軌道移動遠離了核子。當電子從一個更低的軌道跳到一個更高的軌道，能量水平就增高，反過來，當從更高軌函數跌落到更低的軌函數里時電子就會釋放能量。能量是以光子形式釋放出來的。更高能量下降釋放更高能量的光子，它的特點在于它的高頻率。

    自由電子從P型層通過二極管落入空的電子空穴。這包含從傳導帶跌落到一個更低的軌函數，所以電子就是以光子形式釋放能量。這在任何二極管里都會發生的，當二極管是由某種物質組成的時候，你只是可以看見光子。在標準硅二極管的原子，比如說，當電子跌落到相對短距離原子是以這樣的方式排列。結果，由于電子頻率這么低的情況下人的眼睛是無法看得到的。

    可見光發光二極管，比如用在數字顯示式時鐘的，間隙的大小決定了光子的頻率，換句話說就是決定了光的色彩。當所有二極管都發出光時，大多數都不是很有效的。在普通二極管里，半導體材料本身吸引大量的光能而結束。發光二極管是由一個塑性燈泡覆蓋集中燈光在一個特定方向。

    發光二極管比傳統的白熾燈有幾個優點。第一個是發光二極管沒有燈絲會燒壞，所以壽命就更長。此外，發光二極管的小小塑性燈泡使得發光二極管更持久耐用。還可以更加容易適合現在的電子電路。傳統白熾燈的發光過程包含了產生大量熱量。這是完全是浪費能源。除非你把燈當做發熱器用，因為絕大部分有效電流并不是直接產生可見光的。發光二極管所發出的熱非常少，相對來說，越多電能直接發光就是越大程度上減少對電能的需求。

    直到現在，因為是用先進半導體材料制造所以發光二極管在大多數照明應用上還過于昂貴。半導體器件的價格在過去10年里大幅度地降低，然而，使得發光二極管在更廣的應用下的一個更劃算照明選擇，在不遠的將來，發光二極管將會在世界技術上扮演更加大的角色。