発光ダイオード リンク集
発光ダイオードは、半導体を用いたpn接合と呼ばれる構造で作られている。発光はこの中で電子の持つエネルギーを直接、光エネルギーに変換することで行われ巨視的には熱や運動の介在を必要としない。電極から半導体に注入された電子と正孔は異なったエネルギー帯（伝導帯と価電子帯）を流れ、PN接合部付近にて禁制帯を越えて再結合する。再結合の際にほぼ禁制帯幅（バンドギャップ）に相当するエネルギーが光子、すなわち光として放出される。放出される光の波長は材料のバンドギャップによって決められ、基本的に単一色で自由度が低いが青色、または紫や紫外線を発する発光ダイオードの表面に蛍光塗料を塗布することにより白色や電球色など様々な中間色の発光ダイオードも作られている。
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適切な値の定電流ダイオード（CRD）を直列に接続する等、能動素子で定電流（負荷）回路を構成する事により自動車やバイクのバッテリー等、電源電圧がある程度変動する環境下でも対応できる。CRDを用いる場合にはCRD自体にも一定以上の電圧[1]がかかるようにしないと、定電流動作ができない。回路は単純であるが、電源電圧の変動を電力を消費する事により吸収するため、電力効率は悪い。スイッチング電源による定電流電源（供給）回路は電力効率が良く、乾電池のような電源電圧の変動幅が大きい場合にも対応できる。しかし、綿密な設計をしないと機器内外にノイズ放射による悪影響を及ぼすほか、回路規模増大に伴ってコストと実装体積が増加する。
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放出された光の波長（色）は、pn接合を形成する素材のバンドギャップの大きさが関係する。発光ダイオードでは近赤外線や可視光、紫外線に至る波長に対応したバンドギャップを持つ半導体材料が用いられる。一般に発光ダイオードには発光再結合確率の高い直接遷移型の半導体が適する一方、一般的な半導体材料であるケイ素（シリコン）やゲルマニウムなど間接遷移型半導体では、電子と正孔が再結合するときに光は放出されにくい。しかし黄色や黄緑色に長く使われてきたGaAsP系やGaP系などドープした不純物の準位を介して強い発光を示す材料もあり、広く用いられている。
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出典：フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
