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发光二极管(LED)是一种能将电能直接转换为光能的半导体电子元件。与传统的白炽灯不同,它通过电子与空穴复合释放能量发光,具有高效、耐用、低功耗等特点。
LED的核心结构是PN结,当施加正向电压时,半导体材料中的载流子发生复合,能量以光子形式释放。其发光颜色取决于半导体材料的能隙大小,通过不同掺杂工艺可产生红、绿、蓝等单色光,或通过荧光粉涂层实现白光。
实际应用中需注意两点:一是必须串联限流电阻控制工作电流,避免过载烧毁;二是区分阳极(长引脚/内部小电极)和阴极(短引脚/大电极),反接会导致不导通。现代LED已发展出贴片封装、COB集成等形态,广泛用于指示灯、显示屏、照明等领域。
进阶应用中,可通过PWM调光控制亮度,或利用多颗LED组合成光柱(LED Bar)实现动态视觉效果,这类设计需配合驱动电路编程控制。