Светодиоды

Светодиоды- п/п излучатели с одним или неск р-п переходами,основн задача- преобраз-ие эл энергии в световую.Чаще све-ды раб-ют при прямом смещении и исп-ся в оптич линиях связи, оптопарах, для гальванич развязки. Принцип действия – переход ẽ из зоны проводимости (ЗП) в валентную зону (ВЗ). При этом излуч-ся квант свет. энергии = по вел-не ширине запрещ зоны п/п-ка, т.е. .Потери ими энергии осущ-тся при различного типа столкновениях(рис.10)

Цветовую гамму излучения свет-да можно подправить путем введения атомов примеси донорного и акцепторного типов. Так, если внедрить в п/п атомы О₂ и Cd будет наблюдаться красное излучение, а, если атомы S и Cd, то зеленое (рис 11). Для числа переходов ẽ из ЗП в ВЗ кристалла необходимо число их столкновений друг с другом, с потенц барьерами.Практически это реализуется созданием р-п переходов, на кот. подают прямое смещение такой вел-ны,чтобы в обл его пространств. заряда вып-лось нер-во 0. В этом сл эл-ны п области под действием прям. смещения уходят в обедненную область р-n перехода, где сталкиваясь,друг с другом и с остатками потенц. барьера массами переходят в ВЗ и на примесные уровни, излучая свет (рис. 12).Полный прямой ток р-п перехода - сумма токов инжекции и рекомбинации.Ток рекомбинации опис-ся выраж:

где τ - t жизни нз в обл , n, - конц-ция собственных нз, определяемое из равенства: Ток рекомб-ции пропорц-ен конц-ции собств. нз, поэт ток рекомб-ции термостабилен в рабдиапазоне t-р прибора;В р-п переходе, работ-щем в реж свет-да ток рекомб-ции во много раз
превыш ток инжекции.Дан нер-во реализуется в гетеропереходах, т.к.
при прямом смещении у них сущ-ет баръер достаточной вел-ны,о кот
разбив-ся поток эл-нов прям тока (рис. 13)

В светодиодах можно получить излучательн. рекомбинацию и при подаче обратного напряжения на р-п переход. Но тогда вел-на обратного смещения или некоторой критич. вел-ны напряжения, при кот. возникают ударная ионизации и управляемый туннел.пробой. Это создает достаточн. конц-цию ẽ потерявших энергию = или больше энергий ионизации матричных и примесных атомов,что вынуждает их переходить на соответствующие уровни энергии с излучением света. В кач-ве основных п/п-ковых материалов испол-ют арсенид галлия (красный цвет), фосфид галлия (белый), нитрит галлия (голубой), карбид кремния (оранжевый).

Дата добавления: 2015-06-04