LED의 원리와 한국과학철학

[신으로]

LED의 원리와 한국과학철학

LED(발광다이오드)는 p-n접합다이오드의 원리를 이용한 것입니다. p-n접합다이오드는 p형반도체와 n형반도체를 접합시켜 전류를 한방향으로만 흐르게 하는 정류작용(직류)을 합니다.

직류전류가 흐르게되면 p형반도체의 양공(+)과 n형반도체의 전자(-)가 서로 반대방향으로 이동하게 됩니다. 이때 n형반도체에서 p형반도체로 이동하게된 전자는 낮은에너지준위로 이동하게 되었으므로, 띠틈의 에너지에 해당하는 만큼의 에너지를 방출(여기서는 빛에너지) 합니다. 교류일때는 전류의 이동방향이 주기적으로 바뀌므로 역전압(전류방향이 반대)이 걸리게되면 p-n접합다이오드 특성상 전류가 흐르지 않습니다.

<그림출처 : Light-emitting diode - 위키백과>

+양극의 소재는 p형반도체가 -음극의 소재는 n형반도체가 되고, 전자와 양공이 퀀텀점프(양자도약)하며 빛에너지를 방출합니다(에너지를 얻으며 도약하고 떨어지면서 에너지 방출).

​아래의 반도체 소재를 사용하여 다양한 색상의 LED를 만들 수 있습니다.

◎알루미늄 갈륨 비소 (AlGaAs) - 적외선, 빨간색

◎갈륨 비소 인 (GaAsP) - 빨간색, 오렌지색, 노란색

◎인듐 질화 갈륨 (InGaN)／질화 갈륨 (GaN)／알루미늄 질화 갈륨 (AlGaN) -

오렌지색, 노란색, 녹색, 파란색, 보라색, 자외선

◎인화 갈륨 (GaP) - 빨간색, 노란색, 녹색

◎셀렌화 아연 (ZnSe) - 녹색, 파란색

◎알루미늄 인듐 갈륨 인 (AlGaInP) - 오렌지색, 노란색, 녹색

◎다이아몬드 (C) - 자외선

◎산화 아연 (ZnO) - 근 자외선 (개발중)

<참고문헌 : 발광다이오드 - 위키백과>

​이러한 반도체의 다양한 소재들이 가지고 있는 티틈에 의해 다양한 영역의 에너지가 방출되며, 이로 인해 빛의 색상이 결정됩니다. 이러한 원소들이 같은 원소라도 배합량에 따라 다양한 특성(여기서는 색상)을 가지는 소재들이 됩니다.

GaAs, GaP, AlGaAS, GaInP, InGaN, GaN 등의 신소재반도체들은 음(陰)과 양(陽)이 균등한 진성반도체(0)를 거치지 않고, 직접 음(-)과 양(+)의 비율을 재조합하여 본래없던 반도체의 기능을 새로 만들어 냅니다.

                           <반도체와 팔체질(八體質)>

                            <陰陽太少 四象 八象 spectrum>
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<반도체 스펙트럼>

반도체 소재들은 음양태소(陰陽太少)의 원리 즉, 음(-,陰)과 양(+,陽)의 체질적 특성에 따라 다양한 에너지영역 그에따른 빛의 스펙트럼이 결정됩니다.