海洋王介紹防爆手電筒的發(fā)光二極管由Ⅲ-Ⅳ族化合物構(gòu)成，這些化合物包括GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）以及GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體材料。該二極管的核心部分是PN結(jié)。正因為如此，它具備了P-N結(jié)典型的I-N特性，即正向?qū)?，反向截止以及擊穿特性?
除此之外，在特定情況下，該物質(zhì)還展現(xiàn)出一種發(fā)光功能。當施加正向電壓時，電子從N區(qū)流入P區(qū)，而空穴則從P區(qū)流向N區(qū)。這些進入對方區(qū)域的少量載流子，即少子，其中一部分會與多數(shù)載流子，即多子，發(fā)生復(fù)合反應(yīng)，從而產(chǎn)生光亮。
若發(fā)光過程發(fā)生在P區(qū)，注入的電子可以直接與價帶中的空穴結(jié)合產(chǎn)生光，或者先被發(fā)光中心暫時捕獲，隨后再與空穴結(jié)合而發(fā)光。除此之外，還有部分電子被位于導(dǎo)帶與介帶中心附近的非發(fā)光中心捕獲，隨后與空穴結(jié)合發(fā)光。這些過程中釋放的能量較小，不足以形成可見光。復(fù)合發(fā)光量與復(fù)合非發(fā)光量的比率越高，光量子效率也就越顯著。這是因為復(fù)合過程主要發(fā)生在少子擴散區(qū)域內(nèi)并產(chǎn)生光，因此，光僅能在距離PN結(jié)表面數(shù)微米范圍內(nèi)形成。
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