Светоизлучающие диоды

 

Благодаря своей простоте и низкой стоимости, светодиоды распространены значительно но шире, чем лазерные диоды.

Принцип работы светодиода основан на излучательной рекомбинации носителей заряда в активной области гетерогенной структуры при пропускании через нее тока, рис. 10.2а. Носители заряда - электроны и дырки - проникают в активный слой (гетеропереход) из прилегающих пассивных слоев (р- и п-слоя) вследствие подачи напряжения на р-п структуру и затем испытывают спонтанную рекомбинацию, сопровождающуюся излучением света.

Длина волны излучения l, (мкм) связана с шириной запрещенной зоны активного слоя Е_q (эВ) законом сохранения энергии А= 1,24/ Е_q рис. 10.2 б [3].

Показатель преломления активного слоя выше показателя преломления ограничивающих пассивных слоев, благодаря чему рекомбинационное излучение может распространяться в пределах активного слоя, испытывая многократное отражение, что значительно повышает КПД источника излучения.

Гетерогенные структуры могут создаваться на основе разных полупроводниковых материалов. Обычно в качестве подложки используются GaAs и InP. Соответствующий композиционный состав активного материала выбирается в зависимости от длины волны излучения и создается посредством напыления на подложку.

Длину волны излучения l₀ определяют как значение, соответствующее максимуму спектрального распределения мощности, а ширину спектра излучения Dl_0,5 - как интервал длин волн, в котором спектральная плотность мощности составляет половину максимальной.