Светодиоды
Светодиоды – это излучающие полупроводниковые приборы с одним p-n-переходом, преобразующие электрическую энергию в энергию некогерентного светового излучения.
В основе принципа действия светодиодов лежит свойство излучательной рекомбинации – излучения квантов света при рекомбинации пар электрон – дырка. Рекомбинация наблюдается, если p-n-переход включен в прямом направлении. Рекомбинация будет излучательной не всегда. В ряде случаев вся энергия, приложенная к переходу, передается атомам решетки, т.е. имеет место безизлучательная, или тепловая, рекомбинация. Так, в германиевых переходах электрическая энергия выделяется почти полностью в виде тепловой.
В качестве полупроводниковых материалов светодиодов обычно используют двойные и тройные соединения. Диоды красного, желтого и зеленого свечения изготовляют на основе фосфида галлия, с фиолетовым свечением – на основе карбида кремния и т.д. Конструктивно светодиоды могут быть плоскими и полусферическими. В светодиодах р-n переходы создают методами вплавления или диффузии.
На рис. 1.59 в качестве примера показана упрощенная конструкция светодиода. Диод, представ-ляющий собой монокристалл n-типа 1, в котором создан p-n-переход, помещен в корпус – стеклянную линзу 2, пропускающую излучаемый свет. От областей n- и р-типа сделаны выводы 3 из некорродирующего металла (серебра, золота).
|
Рис. 1.59. Упрощенная конструкция светодиода
Светодиоды имеют малые габариты и массу, низкое потребление мощности, высокую стабильность и большой срок службы. Инерционность светодиодов мала, она составляет десятимиллионные и стомиллионные доли секунды. Светодиодам можно придавать различную форму, а также располагать их на одном кристалле в виде черточек. В этом случае, включая те или иные сегменты, можно получать любую цифру – от 0 до 9. Поэтому они находят широкое применение в световых табло, в счетно-решающих машинах для ввода-вывода цифровой и буквенной информации. Особо важное значение имеет применение светодиодов в оптоэлектронике.