Semiconductor sugárzók - studopediya
A félvezető emitter - optoelektronikai félvezető eszköz, amely átalakítja az elektromos energiát elektromágneses sugárzás energiája a látható, infravörös és ultraibolya tartományában a spektrum.
A fénykibocsátó diódák (LED-ek) egyre, mint egy kis tehetetlenségű félvezető sugárforrások alkalmazunk. működő előre feszültséget. Nevezik injekció LED-ek és ragyogás fordul elő, hogy a fénykibocsátó diódák említett úgynevezett injekció elektrolumineszcencia.
Elektrolumineszcens fényemisszió nevezzük szilárd test alatt alkalmazott feszültség. A folyamat során a elektrolumineszcencia közvetlen átalakítás az energia az elektromos mező sugárzás. Ez a fajta sugárzás okozta rekombináció hordozók.
Elektrolumineszcencia alapvetően két típusa van: pre-bontás és a befecskendezés.
Predprobojnoj elektrolumineszcencia fordul elő nagyobb elektromos térerő, közel a bontást. Azonban, ellentétben a feltételeket a előfordulása elektromos meghibásodást elektrolumineszcens elég ahhoz, hogy nagy intenzitású területen létezhetnek kis mennyiségű kristály lumineszcens közel, például a p-n-csomópont vagy az elektróda. A fennmaradó mennyiséget a kristály ebben az esetben lehetetlenné teszi, hogy dolgozzon ki egy bontás, elpusztítva az elektrolumineszcens anyag.
Injekciós Elektrolumineszcencia ellentétben predprobojnoj igényel alkalmazása a minta kis különbségek nagyságrendű több volt lehetséges. A legfontosabb szempont az, a természet közötti kapcsolatok az elektródák és a világító anyag. Amikor a LED a másik irányban a töltéshordozó injektálás nem, a jelenlegi kicsi lesz és nem fogja injekciós elektrolumineszcencia.
A működési elve LED-ek a következő (3.1 ábra). Amikor egy előre feszültség fordul elő egy félvezető dióda injekciót hordozók a emitter területet a bázis terület. Például, ha az elektron koncentráció a n-régió nagyobb, mint a lyuk koncentráció a p-régió, azaz nn> pp. az elektronok injektálunk a n-régió a p-régió. Az injektált elektronok rekombinálódnak a többségi töltéshordozók a bázis terület, ebben az esetben a lyukak p-régióban. Rekombinációs az elektronok mozognak a magasabb energia szinten a vezetési sáv közel alsó éle, az alacsonyabb szinteken közelében található a tetején a vegyérték sáv. Ez felszabadítja fotonok amelynek energiája szinte megegyezik a szélessége a tiltott zóna DW, azaz
hn = hc / l »DW. (3.1)
Behelyettesítve állandók Ebben az egyenletben, meg tudjuk határozni a szélessége a tiltott zónában DW (elektron V) szükséges, hogy a sugárzás egy bizonyos hullámhosszú l (mikronban):
Ebből kapcsolatban az következik, hogy a látható fény hullámhossza 0,38-0,78 mikron félvezető kell DW> 1,7eV. Germánium és szilícium nem alkalmasak LED, mivel a tiltott sáv túl kicsi. A modern LED-ek főleg foszfidot GaP gallium-karbid SiC szilícium, valamint néhány terner vegyületek úgynevezett szilárd oldatok álló gallium, alumínium és arzén (GaAlAs) és gallium, arzén és a foszfor (GaAsP), és mások. Hozzáadása, hogy a félvezető néhány szennyezések termel ragyogás különböző színekben.
Amellett, hogy a LED-ek, így a látható fény, kibocsátott diódák infravörös (IR) sugárzást, előállítását előnyösen gallium-arzenid GaAs. Hozzá vannak szokva a fotoelektromos, különböző érzékelők, és része a néhány optocsatolók.
A fő paraméterei a következő LED-ek:
1. A fényerősség mért candela (egység fényintenzitás által kibocsátott speciális szabvány forrás), és rendelt egy bizonyos értéket előre áram. A LED intenzitása általában egység -Hundreds MCD.
2. fényerő, arány egyenlő a fény intenzitása, hogy a terület a sugárzó felület (tíz - több száz candela cm 2).
3. A konstans egyenfeszültséget (2-3 V).
4. A fény színe és hullámhossza megfelel a maximális fényáram.
5. A megengedett maximális folyamatos előre áram (tíz mA).
6. Maximális megengedett DC zárófeszültség (egység V).
7. A tartomány a környezeti hőmérséklet, amelynél a LED normálisan működhet (például, -60 és +70 0 C).
LED-ek általában úgy tekintenek a következő jellemzőkkel rendelkezik. Világosság funkció biztosítja a függőség a fényerő egyenáramú, és a fény jellemzőit - a függőség intenzitása egyenáram. A spektrális emissziós karakterisztikája mutatja a függés a hullámhosszon. A áram-feszültség jellemző LED-ek az ugyanaz, mint a hagyományos egyenirányító dióda, de nagy a stressz-érték (előre feszültség 2-3 V). Egy fontos jellemzője a sugárzási mintát, amelynek meghatározása egy dióda szerkezet, különösen a lencse jelenlététől, és egyéb tényezők. A sugárzás lehet irányítani vagy szórt (diffúz).
Egyes lehetőségek függ a LED hőmérséklet. Például, a fényerő és a fény intenzitása csökken a hőmérséklet növekedésével. Teljesítmény LED-es nagy. A lumineszcencia maximumra emelkedik körülbelül 10 -8 másodperc után a szállítási, hogy a dióda előre aktuális pulzus.
LED úgy tervezték, hogy ki ki, amennyire csak lehetséges fénykibocsátás. Azonban, egy jelentős része a sugárzási fluxus mégis miatt elvesztett felszívódását a félvezető, és a teljes belső visszaverődés a Crystal-levegő. Szerkezetileg, LED-ek kerülnek végrehajtásra egy fém esetében egy objektív, amely irányított sugárzással, vagy egy átlátszó műanyag házban, létrehoz egy szórt sugárzás. Is készített csomagolatlan diódák. Mass dióda egy töredéke egy gramm.
A LED-ek alapjául egy bonyolultabb eszközök: LED lineáris skála alfanumerikus LED és mások.
Az egyik esetben előfordulhat, hogy több LED-ek különböző színekben, hogy képes megváltoztatni a kibocsátási színűek termelnek fehér.