Светодиод - раздел Электротехника, Электрические заряды. Строение атома. Энергетические уровни и энергетические зоны. Положительные и отрицательные ионы Одним Из Наиболее Распространенных Источников Оптического Излучения Является ...
Одним из наиболее распространенных источников оптического излучения является светодиод- полупроводниковый прибор с одним или несколькими электрическими переходами, преобразующий электрическую энергию в энергию обычного некогерентного светового излучения, при смещении p-n-перехода в прямом направлении. Условное обазначение на рис. 7.7
При приложении прямого напряжения UВН к p-n-переходу происходит диффузионный перенос носителей через переход Увеличивается инжекция дырок в n-область, а электронов в p-область Прохождение тока через р n-переход в прямом направлении сопровождается рекомбинацией инжектированных неосновных носителей заряда Рекомбинация происходит как в самом p-n-переходе, так и в примыкающих к переходу слоях, ширина которых определяется диффузионными длинами Ln и Lp В большинстве полупроводников рекомбинация осуществляется через примесные центры (ловушки) вблизи середины запрещенной зоны и сопровождается выделением тепловой энергия - фонона Такая рекомбинация называется безызлучательной В ряде случаев процесс рекомбинации сопровождается выделением кванта света -фотона. Это происходит у полупроводников с большой шириной запрещенной зоны - прямозонных полупроводников Электроны с более высоких энергетических уровней зоны проводимости переходят на более низкие энергетические уровни валентной зоны (переход зона- зона), при рекомбинации происходит выделение фотонов и возникает некогерентное оптическое излучение Из-за относительно большой ширины запрещенной зоны исходного полупроводника рекомбинационный ток р n-перехода оказывается большим по сравнению с током инжекции, особенно при малых прямых напряжениях, процесс рекомбинации в этом случае реализуется в основном в p-n-переходе Излучательная способность светодвода характеризуется
внутренней квантовой эффективностью (или внутренним квантовым выходом), определяемой отношением числа генерируемых фотонов к числу инжектированных в активную область носителей заряда за один и тот же промежуток времени Так как часть фотонов покидает полупроводник, а другая часть отражается от поверхности полупроводника и затем поглощается объемом полупроводника, то вводится понятие квантовой эффективности излучения,
внешней квантовой эффективностью излучения (квантовым выходом), определяемой отношением числа фотонов, испускаемых диодом во внешнее пространство, к числу инжектируемых носителей через p-n-переход
Внешний квантовый выход является интегральным показателем излучательной способности светодиода, который учитывает эффективность инжекции, электролюминесценцию и вывод излучения во внешнее пространство С целью повышения эффективности вывода излучения светодиода используют различные конструкции (рис 1 2) полусферы, отражающие металлизированные поверхности и др., у которых практически отсутствует полное внутреннее отражение
Основными характеристиками светодиодов являются:
ВАХ Различие прямых ветвей ВАХ из разных полупроводниковых материалов связано с различной шириной запрещенной зоны Чем больше прямое падение напряжения на диоде, тем меньше длина волны излучения и больше потери электрической энергии в нем Обратные ветви ВАХ имеют относительно малые пробивные напряжения, что объясняется малой толщиной p-n-переходов Светодиоды работают преимущественно при прямом включении При работе в схеме с большими обратными напряжениями последовательно со светодиодом необходимо включать обычный (неизлучающий) диод, имеющий достаточное значение допустимого обратного напряжения
Яркостная характеристика - это зависимость яркости излучения от величины тока, протекающего через p-n-переход (рис 4)
Спектральная характеристика - зависимость интенсивности излучения от длины волны излучаемого света или от энергии излучаемых квантов Длина волны излучения определяется разностью двух энергетических уровней, между которыми происходит переход электронов при люминесценции Поэтому светодиоды на основе полупроводников с разной шириной запрещенной зоны имеют спектральные характеристики с максимумом излучения при различных длинах волн
Параметры светодиодов:
Сила света IV - световой поток, приходящийся на единицу телесного угла в заданном направлении, выражается в канделах (кд) и составляет десятые доли единицы милликанел. Кандела есть единица силы света, испускаемого специальным стандартным источником
Яркость излучения - отношение силы света к площади светящейся поверхности Она составляет десятки сотни кандел на квадратный сантиметр
Постоянное прямое напряжение - падение напряжения на диоде при заданном токе (2 4 В)
Цвет свечения или длина волны, соответствующая максимальному световому потоку. Зависит от примесей: ZnO - красный, N - зеленый
Максимально допустимый постоянный прямой ток составляет десятки миллиампер и определяет максимальную яркость излучения
Быстродействие излучающего диода определяется инерционностью возникновения излучения при подаче прямоугольного импульса прямою тока
Время переключения tПЕР складывается из времени включения tВКЛ и выключения tвыкл излучения. Инерционность излучающего диода определяется процессом перезарядки барьерной емкости и процессами накопления и рассасывания неосновных носителей в активной области диода
При внесении в германий или кремний пятивалентных элементов фосфора Р мышьяка As сурьмы Sb и др четыре валентных электрона примесных атомов... Появление свободных электронов не сопровождается разрушением ковалентных... Подвижные носители заряда преобладающие в ПП наз основными Т о в ПП n типа основными подвижными носителями заряда...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Светодиод
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Закон Ома для участка и полной электрической цепи.
Как было отмечено в п. 1.5.1. сила тока в цепи при неизменном значении э.д.с. источника питания зависит от сопротивления этой цепи. Эта зависимость была установлена немецким ученым Георгом Омом в 1
Законы Кирхгофа.
Первый закон Кирхгофа гласит, что сумма всех токов, протекающих через узел, равна нулю. Согласно этому закону применительно к узлу А (рис 1 а) можно записать:
I1+I2-I
Работа и мощность электрического тока.
Работа электрического тока определяется формулой: A=U*I*t (1.11)
Работу, совершаемую в единицу времени называют мощностью:
P=A/t=U*I (1.12)
Если напряжение U измеряется в
Прямое включение ЭДП
Прямым называется такое включение ЭДП, при котором к нему
подключается источник внешнего напряжения Uпр плюсом к p-области и минусом к n-области (рис. 2.7,а). Напряжённость электрического
Влияние температуры на статические характеристики БТ.
С увеличением температуры увеличивается количество генерируемых в p- и n- областях пар электрон-дырка. Это приводит к увеличению в этих областях не основных носителей заряда и пропорциональным сниж
Диоды, резисторы и конденсаторы полупроводниковых ИМС.
Диоды биполярных проводниковых ИМС, как правило, представляют собой транзисторы в диодном включении (рис.6.3).
В качестве резисторов в полупроводниковых ИМС применяются базовые слои транзи
Фоторезисторы
Фоторезистором называют полупроводниковый фотоэлектрический прибор с внутренним фотоэффектом, в котором используется явление фотопроводимости, т е изменение электрической проводимости полупроводник
Фотоприемники
Фотоприемники - это оптоэлектронные приборы, предназначенные для преобразования энергии- оптического излучения в электрическую энергию Функции фотоприемников могут выполнять фоторезисторы, фотодиод
Фототранзисторы
Фототранзистором называют полупроводниковый управляемый оптическим излучением прибор с двумя взаимодействующими p-n-переходами (рис. 7.6)
Фототранзисторы, как и обычные транзисторы, могут
Оптопары
Оптопара (оптрон) -оптоэлектрический п/п прибор, содержащий излучающий и принимающи элементы, оптически и конструктивно связанные друг с другом. В качестве излучателя обычно используются СИД, а в к
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов