загрузка...
загрузка...
На головну

Світлодіоди. ПРИНЦИП ДІЇ

Дивіться також:
  1. A 22 Потенціал дії і історія його відкриття. Методи реєстрації одно- і двофазного ПД. Складові частини ПД і іонний механізм. Механізм проведення збудження.
  2. I. 6. принципу верифікованості
  3. II. Шляхи протидії психологічному впливу противника.
  4. III. «Держава фюрера»: сила впливу і результати
  5. IV. Особливості вражаючої дії біологічної зброї
  6. IX. Телефон без абонента. Словесні форми уяви без опори на дії. Уміння представити партнера в телефонній розмові і вести з ним діалог
  7. N Конструкція і принцип дії.
  8. N На взаємодії заряджених електродів, що знаходяться під напругою, заснований принцип роботи електростатичного ІМ.
  9. VI. Забезпечення взаємодії з апаратним забезпеченням.
  10. X. Принципи лікування
  11. А (додаткова). Кілька слів про методологію науки. Принцип актуалізму, «Бритва Оккама» та презумпції. Перевірка теорії: верифікації та фальсифікації.
  12. Баланс азоту. ПРИНЦИПИ НОРМУВАННЯ БІЛКА В ХАРЧУВАННЯ. БІЛКОВА НЕДОСТАТОЧНОСТЬ

Лекція 14. Оптоелектронні прилади

Світловипромінюючих діодів (світлодіодами) називаються напівпровідникові прилади з p-n-переходить, призначені для перетворення електричної енергії в енергію некогерентного оптичного випромінювання. В основі принципу їх дії лежить рекомбінаційний випромінювання - Випромінювання квантів світла (фотонів) при рекомбінації пар електрон - дірка. Для інтенсивної рекомбінації необхідно одночасно мати високу щільність електронів в зоні провідності і високу щільність вільних рівнів (дірок) в валентної зоні. Такі умови створюються при високому рівні інжекції електронів в дірковий напівпровідник.

Зонна діаграма прямосмещенного p-n-переходу з емітером електронів представлена на рис. 1. При прямому зміщенні p-n-переходу зовнішнє поле Eвн (Виникло за рахунок падіння частини напруги джерела живлення U на p-n-переході) частково компенсує контактна Eк. Енергія електронів в області емітера n+-типу збільшується, рівень Фермі WF піднімається, висота потенційного бар'єру зменшується qe(?0-U) І спостерігається високий рівень інжекції електронів в базу р-типу. Електрони в базі є неосновними носіями і створюють нерівноважний заряд, зосереджений поблизу кордону p-n-переходу на відстані близько середньої довжини дифузії електронів в базі Ln. Для збереження електричної нейтральності з глибини бази підтягуються дірки. Таким чином, поблизу кордону p-n-переходу створюється надмірна концентрація електронів і дірок, що призводить до їх інтенсивної рекомбінації з випусканням квантів світла h?.

Однак через прямосмещенного p-n-перехід дифундують не тільки електрони, а й дірки з p-області. Це призводить до збільшення рекомбінації електронів і дірок в p-n-переході і в емітер і зниження концентрації електронів в базі. Кванти світла, що виникають в глибині напівпровідника, частково поглинаються в напівпровіднику, що знижує квантовий вихід. Тому необхідно зменшити дірковий струм через p-n-перехід, використовуючи емітери з коефіцієнтом електронної інжекції ?n = In/ (In+Ip), Де In - електронний, Ip - Дірковий струм, близьким до одиниці.

Ідеальним емітером (? = 1) є гетеропереход. Зонна діаграма гетеропереходу з емітером електронів в стані термодинамічної рівноваги приведена на рис. 2. Гетероперехід утворюється між двома напівпровідниками, що мають різні електрофізичні властивості: різну енергію спорідненості до електрону Pc, Ширину забороненої зони DW і діелектричну проникність ?. Для виготовлення гетероперехода необхідно правильно підібрати пару контактуючих матеріалів. Вони повинні мати кристалічну решітку з однаковою структурою і близькими постійними кристалічної решітки а (Відмінність не більше 0.5%) і коефіцієнтами температурного розширення ?. Матеріал емітера в порівнянні з матеріалом бази повинен бути більш широкозонного і мати меншу енергію спорідненості до електрону. Тому гетеропереход з інжекцією електронів має DWp n, Рср > Рсn и ?p ? ?n як показано на рис. 2. При цьому рівні енергії Wc и Wv мають розрив на металургійній кордоні (безперервна вертикальна лінія), а потенційні бар'єри для електронів yn і дірок yp виявляються різними. Різниця в висоті потенційних бар'єрів ?? = yp-yn = DWn-DWp.

В прямо зміщеному гетеропереходе (рис. 3) при високому рівні інжекції електронів, за рахунок ?? дірковий струм практично дорівнює нулю і ?n = 1, що характерно для ідеальних емітерів. У базі поблизу гетероперехода створиться велика (в порівнянні з гомопереходом) інверсна заселеність енергетичних рівнів і квантовий вихід инжекционной електролюмінесценції підвищується. Тому в сучасних світлодіодах, як правило, використовуються гетеропереходи.

Випромінювальні квантові переходи в світлодіодах відбуваються спонтанно, незалежно один від одного і в різні моменти часу, тому випромінювання є некогерентним. Спектр випромінювання світлодіодів є широким.

2. рекомбінації нерівноважних носіїв ЗАРЯДУ В НАПІВПРОВІДНИКАХ

біполярного фототранзисторами «-- попередня | наступна --» Пряма міжзонний рекомбінація
загрузка...
© om.net.ua