海洋王介绍防爆手电筒的发光二极管由Ⅲ-Ⅳ族化合物构成，这些化合物包括GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）以及GaAsP（磷砷化镓）等半导体材料。该二极管的核心部分是PN结。正因为如此，它具备了P-N结典型的I-N特性，即正向导通，反向截止以及击穿特性。
除此之外，在特定情况下，该物质还展现出一种发光功能。当施加正向电压时，电子从N区流入P区，而空穴则从P区流向N区。这些进入对方区域的少量载流子，即少子，其中一部分会与多数载流子，即多子，发生复合反应，从而产生光亮。
若发光过程发生在P区，注入的电子可以直接与价带中的空穴结合产生光，或者先被发光中心暂时捕获，随后再与空穴结合而发光。除此之外，还有部分电子被位于导带与介带中心附近的非发光中心捕获，随后与空穴结合发光。这些过程中释放的能量较小，不足以形成可见光。复合发光量与复合非发光量的比率越高，光量子效率也就越显著。这是因为复合过程主要发生在少子扩散区域内并产生光，因此，光仅能在距离PN结表面数微米范围内形成。
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