Светодиоды

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ

К оптоэлектронным приборам относятся светоизлучающие диоды (светодиоды) и фоточувствительные приборы – фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры, фоторезисторы и т.п.

Светодиодом называется полупроводниковый диод, который при протекании тока излучает свет в видимом, инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне. Его работа основана на выделении энергии в виде электромагнитного излучения в ходе рекомбинации электронов и дырок в области p-n перехода.

Каждый акт рекомбинации сопровождается выделением электромагнитного кванта с частотой , где Е – энергия кванта, – постоянная Планка. Такие процессы происходят и при протекании тока в обычных диодах, однако, интенсивность излучения у них очень слабая. Это связано с тем, что одновременно с излучательным механизмом рекомбинации действует и безызлучательный, когда энергия кванта передается кристаллической решётке и происходит нагрев кристалла. В обычных диодах второй механизм преобладает над первым.

Из соотношения , следует, что длина волны излучения обратно пропорциональна энергии, выделяющейся при рекомбинации, которая в свою очередь пропорциональна ширине запрещённой зоны полупроводника. Поэтому диоды, изготовленные из германия, кремния и арсенида галлия, могут излучать лишь в инфракрасной области. Кроме того, у германиевых, кремниевых и обычных арсенид-галлиевых диодов преобладает механизм безызлучательной рекомбинации. Для изготовления светодиодов, работающих в видимом диапазоне, применяются специальные полупроводниковые материалы с большой шириной запрещённой зоны – фосфид галлия, нитрид галлия, карбид кремния и другие, обладающие значительной величиной внутреннего квантового выхода. Так называется коэффициент, равный отношению числа излучённых фотонов к количеству прорекомбинировавших пар носителей.

Дата добавления: 2014-01-06