Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Устройство светодиодаВ светодиодах преобразование электрической энергии в видимый свет — оптическое излучение — происходит при обычных температурах за счет свойств pn-перехода. В основе явления свечения светодиода лежит явление люминесценции. Процесс люминесценции включает в себя два этапа. На первом этапе происходит генерация подвижных носителей заряда, накопление энергии. На втором этапе возникает рекомбинация, в результате которой в окружающее пространство излучается энергия, затраченная на генерацию. Для того чтобы излучаемая энергия имела спектральный состав в области видимого света, требуется подобрать соответствующий материал излучающих структур. Для получения излучения в области видимого света используют материалы с большой шириной запрещенной зоны: фосфид галлия, карбид кремния, арсенид галлия и др. В светодиодах применяют инжекционную люминесценцию, при которой рn-переход находится под прямым напряжением ипр, в результате чего происходит инжекция основных носителей из одной области в другую.
В светодиодах излучающей является только одна область, поэтому стремятся получить максимальную инжекцию в эту область. Если излучающей является р-область, то концентрация примеси в я-области должна быть гораздо выше, чем в излучающей области, в данном случае р-области. В р-области происходит рекомбинация носителей с выделением в окружающее пространство видимого света (электромагнитного излучения)., На рис. 10. показана конструкция плоскостного светодиода. При приложении прямого напряжения II к рп-переходу происходит диффузионный перенос носителей через него. Увеличивается инжекция дырок в п-область и электронов в р-область. Прохождение тока через рп-переход в прямом на правлении сопровождается рекомбинацией инжектированных неосновных носителей заряда. Рекомбинация происходит как в самом рn-переходе.. В большинстве полупроводников рекомбинация осуществляется через примесные центры (ловушки), энергетические уровни которых располагаются вблизи середины запрещенной зоны, и сопровождается выделением тепловой энергии — фонола. Такая рекомбинация называется безызлучательной. В ряде случаев процесс рекомбинации сопровождается выделением кванта света — фотона. Это происходит в полупроводниках с большой шириной запрещенной зоны — прямозонных полупроводниках. 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..
Рисунок 10. Структурная схема светодиода.
Фотон, испущенный при переходе электрона, может вызвать индуцированное излучение идентичного фотона, при котором еще один электрон перейдет в валентную зону. Яркость свечения светодиода примерно пропорциональна числу зарядов, инжектированных рп-переходом. Желательно, чтобы количество инжектированных носителей было максимально в излучающей (активной) р-области. Для этого в п-область вводят больше донорной примеси, чем в р-область акцепторной. Преобладает инжекция электронов из n-области в р-область, и излучает р-область. Из-за относительно большой ширины запрещенной зоны исходного полупроводника рекомбинационный ток рn-перехода оказывается большим по сравнению с током инжекции, особенно при малых прямых напряжениях, и процесс рекомбинации в этом случае реализуется в основном в рn-переходе. Достоинства светодиодов: высокий КПД преобразования электрической энергии в световую энергию; сравнительно высокая направленность излучения; высокое быстродействие, что позволяет использовать свето диоды в устройствах управления. Существуют различного типа светодиоды, которые практически перекрывают весь оптический диапазон различных цветов.
|