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LED灯，也就是发光二极管，是现代照明技术的重要组成部分。它是一种半导体器件，核心结构是p-n结。当电流通过时，电子和空穴在结合处复合，释放出光能。LED具有高效节能、使用寿命长、响应速度快等优点，已经广泛应用于各种照明场合。
p-n结是LED发光的关键结构。p区含有大量空穴，也就是正电荷载流子；n区含有大量电子，也就是负电荷载流子。当施加正向电压时，空穴从p区向n区扩散，电子从n区向p区扩散。当电子和空穴在p-n结附近相遇时，它们会发生复合，释放出能量，这些能量以光子的形式发出，形成我们看到的光。
LED发出的光的颜色完全由半导体材料的能带隙决定。根据能带理论，当电子从导带跃迁到价带时，会释放出能量等于能带隙的光子。光子的能量决定了光的频率和波长，从而决定了颜色。不同的半导体材料具有不同的能带隙：砷化镓发红光，磷化镓发绿光，氮化镓发蓝光。能带隙越大，发出的光子能量越高，颜色越偏向光谱的蓝紫端。
要获得白光LED，有两种主要的实现方法。第一种方法是荧光粉转换法，使用蓝光LED激发黄色荧光粉，荧光粉吸收蓝光后发出黄光，蓝光和黄光混合形成白光。这种方法结构简单，成本较低，是目前最常用的白光LED制造方法。第二种方法是RGB三色混合法，将红、绿、蓝三种颜色的LED芯片封装在一起，通过调节各色LED的亮度比例来产生白光。这种方法可以精确控制色温和显色性，但结构复杂，成本较高。
总结一下LED灯的工作原理：LED是基于p-n结半导体结构的发光器件，通过电子和空穴的复合过程发光。发光的颜色完全由半导体材料的能带隙决定，不同材料产生不同颜色的光。白光LED主要通过蓝光LED配合荧光粉转换，或者红绿蓝三色LED混合来实现。LED技术具有高效节能、使用寿命长、响应速度快等显著优势，已经成为现代照明技术的主流，广泛应用于各种照明和显示领域。