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发光二极管（LED）是一种能将电能转换为光能的半导体器件。其工作原理和物理图像可以简述如下。
1、工作原理：
* 发光二极管的核心是一个PN结，当有足够的能量（如光能、热能或电能）给予PN结时，它会激发内部的电子，使其从价带跃迁至导带，形成电子和空穴的流动，当这些载流子通过PN结时，它们会释放出多余的能量，这些能量以光的形式辐射出来，从而形成LED的发光原理。
* 当在LED两端施加正向电压时（正极接正极，负极接负极），电流会从LED的阳极注入，经过半导体材料，流向阴极，在这个过程中，电子与空穴结合并释放出光子，产生我们看到的可见光。
2、物理图像：
* LED主要由半导体材料制成，如硅或砷化镓等，其内部包含大量的电子和空穴，这些电子和空穴在特定的条件下会结合并释放出光子。
* LED的发光颜色取决于其半导体材料的类型，使用磷化镓基材料可以产生红光，使用氮化铟镓基材料可以产生蓝光或绿光等，通过改变材料的组成和结构设计，可以控制LED发光的波长和颜色。
* LED的发光效率非常高，其能量转换几乎接近理论极限，这意味着大部分电能都可以转化为光能，而很少的能量转化为热能，这也是为什么LED在现代照明和显示技术中非常受欢迎的原因之一。
* LED的发光过程是一个固态发光过程，与传统的气体发光或热致发光不同，这使得LED具有更高的可靠性和稳定性。
发光二极管的工作原理是基于半导体材料的特性，通过电流激发电子与空穴的结合来产生光辐射，其物理图像展示了半导体材料内部的电子结构和能量转换过程。