Светоизлучающий диод

Светоизлучающий диод

Светоизлучающий диод – полупроводниковый прибор, светодиод, преобразующий электрическую энергию в энергию оптического излучения на базе явления инжекционной электролюминесценции (в полупроводниковом кристалле с полупроводниковым гетеропереходом, электронно-дырочным переходом, либо контактом металл – полупроводник). В светоизлучающем диоде при протекании в нем переменного или постоянного тока в область полупроводника, которая прилегает к подобному переходу (контакту), инжектируются лишние носители тока – дырки и электроны; их рекомбинация сопровождена оптическим излучением. Светоизлучающий диод источает некогерентное излучение, однако, в отличие от тепловых источников света, – с менее широким спектром, из-за чего в видимой области излучение воспринимается как монохроматическое. Цвет излучения обусловлен выбором полупроводникового материала и его легирования. Используются соединения типа GaP, GaAs, SiC, и в том числе твердые растворы: GaAs1-xPx, AlxGa1-xAs, Ga1-xlnxP. В качестве легирующих примесей применяются: в GaP-Zn и О (красные светоизлучающие диоды) либо N (зеленые светоизлучающие диоды), в GaAs-Si либо Zn, либо Te (инфракрасные светоизлучающие диоды). Полупроводниковому кристаллу светоизлучающего диода, как правило, придают форму полусферы или пластинки. Яркость излучения большинства светоизлучающих диодов находится на уровне 10³ кд/м², у новейших образцов светоизлучающих диодов – до 10⁵ кд/м². КПД светоизлучающих диодов видимого спектра излучения варьируется от 0,01% до нескольких процентов. В светоизлучающих диодах инфракрасного излучения для понижения потерь на полное внутреннее поглощение и отражение в теле кристалла используют полусферическую форму, а для улучшения характеристик направленности излучения светоизлучающие диоды помещают в конический или параболический отражатель. КПД светоизлучающих диодов, имеющих полусферическую форму кристалла, достигает 40%.

Промышленность выпускает светоизлучающие диоды в интегральном и дискретном исполнении. Дискретные светоизлучающие диоды видимого излучения применяют в качестве сигнальных индикаторов; интегральные (многоэлементные) приборы являются многоцветными панелями и плоскими экранами, светоизлучающими цифро-знаковыми индикаторами, профильными шкалами – используют в различных системах отображения информации, в калькуляторах и электронных часах. Светоизлучающие диоды инфракрасного излучения используются в устройствах оптической связи, оптической локации, в дальномерах и т. д., матрицы данных светоизлучающих диодов – в устройствах вывода и ввода информации ЭВМ. В некоторых областях использования светоизлучающие диоды составляют конкуренцию родственному ему устройству – инжекционному лазеру, генерирующему когерентное излучение и отличающемуся от светоизлучающих диодов режимом работы и формой кристалла.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.