LED是由什么构成的？它的结构如何？

发光二极管简称为LED。由含镓（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成。

LED（发光二极管）的结构由多种半导体材料和功能层组成，其核心是一个经过精密设计的 PN结（由P型半导体和N型半导体结合形成的结构）。以下是典型LED的构成与分层结构详解：

核心组成元素

半导体晶片（芯片）：
- P型半导体：掺入受主杂质（如铝、锌），形成空穴（带正电）主导的区域。
- N型半导体：掺入施主杂质（如硅、磷），富余自由电子（带负电）。
- 激活层（有源区）：位于P-N结交界处，电子与空穴在此复合释放能量，转化为光子（发光）。材料的禁带宽度直接决定光的颜色（如：砷化镓发红光，氮化镓发蓝光）。

分层结构（自下而上）

基座（支架）：
- 阴极引线（引脚）：连接电源负极，支撑整个结构。
- 反射杯：金属凹槽设计，将光线向前反射增强亮度。
半导体芯片：
- 固定在反射杯中心，通过金线或导电胶连接正负极：
  - P极：连接金线至阳极引脚。
  - N极：通过导电胶直连阴极支架。
封装层：
- 环氧树脂/硅胶透镜：
  - 保护芯片免受物理损伤和氧化。
  - 透镜形状（半球形/平顶）聚焦光线，控制光束角度。
- 荧光涂层（仅白光LED）：蓝光芯片表面覆盖钇铝石榴石（YAG）荧光粉，蓝光激发黄光混合成白光。

发光原理

电流通过PN结时：

N区电子越过结区进入P区。
P区空穴向N区迁移。
电子与空穴在激活层复合，能量以光子形式释放（电致发光）。

关键特性与材料对应关系

发光颜色	半导体材料	结构特点
红外/红光	砷化镓（GaAs）、磷化镓（GaP）	激活层掺杂Al或In调波段
蓝光/绿光	氮化镓（GaN）、铟氮化镓（InGaN）	窄禁带宽度，高能光子
白光	蓝光芯片 + YAG荧光粉	光转换混合（部分紫外LED+RGB荧光粉）

结构示意图

  ┌─────────────────────┐
  │  环氧树脂封装透镜     ← 聚光保护
  ├─────────┬───────┤
  │ 金线      │ 反射杯 │ ← 光线反射
  │ (阳极连接)├───────┤
  │          │  芯片  │ ← P-N结发光核心
  │          │ (P/N)  │
  └─────────┴───────┘
         阴极支架引线

LED通过微观半导体界面的载流子运动实现电能→光能的转换，封装结构则确保高效出光与耐用性。现代LED在此基础上衍生出量子点、倒装芯片等先进设计，进一步提升效率与色彩表现。