Новости Словари Конкурсы Бесплатные SMS Знакомства Подари звезду
В нашей
базе уже
59876
рефератов!
Логин

Пароль

Светодиоды

Светодиоды.
Светодиоды



Электролюминесцентные управляемые источники света в настоящее время считаются наиболее перс пективными. Люминесценция-это световое излучение, превышающеь тепловое излучение при той же температуре и имеющее длительность, значительно превышающую периоды излучений в оптическом диапазоне спектра (более 10 ° с). Для возникновения люминесценции в каком-либо теле, в том числе и в полупроводнике, необходимо привести его с помощью внешних источников энергии в возбужденное состояние, т. е. в состояние, при котором его внутренняя энергия превышает равновесную при данной температуре. Если источником внешней энергии является свет, то наблюдается фотолюминесценция. При возбуждении тела быстрыми электронами (или другими частицами) возникает катодолюминесценция. При воздействии электрического поля или тока появляется электролюминесценция. Люминесценция характеризуется достаточно длительным свечением после того, как действие возбуждающего фактора прекратилось. Это обусловлено тем, что акты поглощения квантов возбуждающей энергии отделены по времени от актов излучения. В итоге излучение при люминесценции является некогерентным и имеет достаточно широкий спектр. Электролюминесценция в полупроводниковых элементах оптоэлектроники может быть вызвана как электрическим полем, так и током. При воздействии электрического поля на полупроводники, называемые люминофорами, возникает ударная ионизация их атомов электронами, ускоренными электрическим полем, а также эмиссия электронов из центров захвата. Вследствие этого концентрация свободных носителей заряда превысит равновесную и полупроводник окажется в возбужденном состоянии. Возбуждение электрическим током обычно происходит в тех полупроводниках, где созданы электрические переходы. Избыточная концентрация носителей заряда в них обеспечивается или за счет инжекции неосновных носителей заряда под действием внешнего источника напряжения, или за счет лавинного и туннельного пробоев, возникающих под воздействием внешнего напряжения, приложенного в обратном направлении. К электролюминесцентным источникам света обычно относят порошковые, сублимированные, монокристаллические фосфоры, у которых в сильных электрических полях возникает электролюминесценция, а также инжекционные диоды, излучение которых обусловлено интенсивной рекомбинацией в результате инжекции через р-и-переход неосновных носителей заряда. По эффективности (при комнатной температуре) электролюминесцентные источники света, за редким исключением, уступают лампам накаливания и газоразрядным источникам света. Однако они имеют и ряд существенных преимуществ: технологичность, высокое быстродействие, большой срок службы, надежность в эксплуатации, микроминиатюрность исполнения, высокую монохроматичность излучения. Инжекционные светодиоды также относятся к электролюминесцентным источникам света. Светодиод представляет собой излучающий ^-и-переход, свечение в котором возникает вследствие рекомбинаций носителей заряда (электронов и дырок). Оно наблюдается при смещении перехода в прямом направлении. Как известно, прохождение тока через /?-и-переход в прямом направлении сопровождается рекомбинацией инжектированных неосновных носителей заряда. Состояние полупроводника, которое возникает при инжекции неосновных носителей заряда через р-п-переход и характеризуется наличием в зоне проводимости значительного количества электронов, а в валентной зоне-большого количества дырок, не является достаточно устойчивым, и поэтому наблюдается непрерывный переход электронов из зоны проводимости в валентную зону. Рекомбинации происходят в примыкающих к переходу слоях, ширина которых определяется диффузионными длинами Ь^ и L . Этот процесс в большинстве полупроводников осуществляется через примесные центры (ловушки), расположенные вблизи середины запрещенной зоны, и является безызлу-чательньш. В процессе каждой рекомбинации выделяется энергия, определяемая разницей энергий между уровнями рекомбинирующих частиц и выделяемая в виде тепловой энергии (фонона). Эта энергия передается атомам решетки при безызлучательной рекомбинации. Однако в ряде случаев процесс рекомбинации сопровождается выделением кванта света-фотона. Это обусловлено тем, что в определенных материалах (GaAs, GaSb, InAs, InSb и т. д.) переход из зоны проводимости в валентную зону относится к числу переходов типа зона-зона. При этом примесные центры не играют существенной роли и при рекомбинациях происходит выделение фотонов и возникает некогерентное свечение люминесценции. Фотон, испущенный при переходе электрона, может вызвать индуцированное излучение идентичного фотона, заставив еще один электрон перейти в валентную зону (рис. 3.6, а). При этом следует отметить, что фотоны с энергией, большей А +26Е, в основном поглощаются, переведя электроны из валентной зоны в зону проводимости. Фотоны с энергией от АЕ до AE+2SE поглотиться не могут, так как нижнее состояние (валентная зона) свободно и в нем нет электронов, а верхнее уже заполнено. Следовательно, ^-и-переход более прозрачен для фотонов, энергия которых лежит в этом интервале. Излучение возможно только в узком диапазоне частот, соответствующем энергии запрещенной зоны АЕ с шириной спектра, обусловленной 5-Е. В современных светодиодах широко используются полупроводники, в которых в создании излучения существенную роль играют примесные центры (GaP, GaAsi-^-P^ и т. д.). По существу, это ловушки, энергетические уровни которых лежат в запрещенной зоне. Возможны следующие механизмы излучательной рекомбинации: носитель заряда захватывается своим примесным центром (электрон-акцепторным, дырка-донорным), а затем он рекомбинирует со свободным носителем заряда противоположного знака; электрон и дырка захватываются примесным центром, так что зона вблизи его оказывается в возбужденном состоянии (образуется связанный экситон), после чего осуществляется рекомбинация и пр. Цвет свечения зависит от материала примесей. Так, например, примесные центры из ZnO обеспечивают получение красного свечения, из азота N-зеленое, из ZnO и N-желтое и оранжевое и т. д. Яркость свечения светодиода примерно пропорциональна числу зарядов, инжектированных ^-"-переходом. При этом для получения приемлемых значений необходимо обеспечить значительную плотность тока, протекающего через переход (не менее 30 А/см2). При обычно используемых размерах это приводит к необходимости пропускать через переход ток порядка 5-100 мА, что требует значительных затрат электрической мощности на питание инжекционного диода. При малых токах инжекцих (1-2 мА) пропорциональность между током и светом нарушается, так как начинают сказываться конкурирующие безыз-лучательные рекомбинационные процессы. Так как полупроводник покидает часть фотонов, остальные же сначала отражаются от поверхности, а затем поглощаются в объеме полупроводника, то вводят понятие квантовой эффективности излучения. Внеш
Умар.Ш. был тут !!!!!
 
давайте изгоним мат !!!
 
ДОБРОЙ НОЧИ ОТ Ъ
ЛОКИ ИНО
 
ДМК МЭ
 
где инфааа?