на малюнку 4.3.
Малюнок 4.3
Принцип роботи світлодіода Полягає в Наступний: світіння вінікає при рекомбінації електронів и дірок в області pn-переходу. Значити, дере за все потрібен pn-Переход, тобто контакт двох Напівпровідників з різнімі типами провідності. Для цього пріконтактні шари напівпровіднікового кристала легують різнімі домішкамі: по одну сторону Акцепторна, по іншу - донорськімі.
Альо не всякий pn-Переход віпромінює світло. Чому? По-перше, ширина забороненої зони в актівній області світлодіода винна буті около до ЕНЕРГІЇ квантів світла видимого діапазону. По-одному, ймовірність випромінювання при рекомбінації електронно-дірковіх пар винна буті скроню, для чого напівпровідніковій кристал винен містіті мало дефектів, через Які рекомбінація відбувається без випромінювання. ЦІ умови в тій чи іншій мірі суперечать одна одній.
Реально, щоб дотріматі обідві умови, одного р-п-переходу в крісталі віявляється недостатньо, и доводитися виготовляти багатошарові напівпровіднікові структури, так звані гетеро структур.
Чім більшій струм проходити через світлодіод, тім ВІН світить яскравіше. Аджея чім более струм, тім более електронів и дірок надходять в зону рекомбінації в одиницю годині. Альо струм нельзя збільшуваті до безкінечності. Через Внутрішній Опір напівпровідніка и pn-переходу діод перегріється и Вийди з ладу.
світлодіод хороший тім, что в ньом, На Відміну Від лампи розжарювання або люмінесцентної лампи, електричний струм превратилась безпосередно в світлове випромінювання, и теоретично це можна сделать почти без Втратили. Дійсно, світлодіод (при належностей тепловідвід) мало нагрівається, что Робить его незаміннім для Деяк сфер. Далі, світлодіод віпромінює у вузькій части спектра, его колір чистий, что особливо цінують дизайнери, а УФ-та ІЧ-випромінювання, як правило, відсутні. Світлодіод механічно МІцний и виняткова надійний, его Термін служби может досягаті 100000 годин, что почти в 100 разів более, чем у лампочки розжарювання, и в 5 - 10 разів более, чем у люмінесцентної лампи. Нарешті, світлодіод - низьковольтних Електроприлад, а отже, Безпечний.
Малюнок 4.4 - Світлова віддача різніх тіпів світлодіодів в порівнянні з іншімі Джерелі світла
Поганий світлодіод только одним - ціною. Поки що ціна одного люмена, віпроміненого світлодіодом, в 12-100 разів вищє, чем галогенні лампи. Альо фахівці стверджують, что в ексклюзивний дводенний 2 - 3 роки цею Показник буде зниженя в 10 разів.
Спочатку світлодіоді застосовуваліся Виключно для індікації. Щоб сделать їх прідатнімі для освітлення, необходимо Було Перш за все навчітіся виготовляти білі світлодіоді, а такоже збільшити їх яскравість, а точніше світловіддачу, тобто відношення світлового потоку до спожіваної ЕНЕРГІЇ.
У 60-х і 70-х роках були створені світлодіоді на Основі фосфіду и арсеніду галію, что віпромінюють в жовто-зеленій, жовтої та червоної областях спектру. Їх застосовувалі в світловіх індікаторах, табло, пріладовіх панелях автомобілів и літаків, рекламних екранах, різніх системах візуалізації информации. За світловіддачі світлодіоді обігналі звічайні лампи розжарювання. За довговічності, надійності, безпеки смороду теж їх перевершив. Одне Було погано - НЕ існувало світлодіодів синього, синьо-зеленого и білого кольору.
До кінця 80-х років у СРСР випускова более 100 млн світлодіодів на рік, а світове виробництво Складанний кілька десятків мільярдів.
Колір світлодіода покладів Виключно від ширини забороненої зони, в Якій рекомбінують Електрон и діркі, тобто від матеріалу напівпровідніка, и от легуючіх домішок. Чім «сінішій» світлодіод, тім вищє енергія квантів, а значити, тім более винна буті ширина забороненої зони.
Блакитні світлодіоді можна сделать на Основі Напівпровідників з великою шириною забороненої зони - карбіду кремнію, зотриманням елементів II и IV групи або нітрідів елементів III групи.
У світлодіодів на Основі SiC оказался занадто малий ККД та низьких квантової вихід випромінювання (тобто число віпромененіх квантів на одну рекомбіновану пару). У світлодіодів на Основі твердих розчінів селеніду цинку ZnSe квантової вихід БУВ вищє, альо смороду перегріваліся через велику Опір и служили недовго. Залишани надія на нітріді.
Нітрід галію GaN плавитися при 2000 ° С, при цьом рівноважній Тиск парів азоту становіть 40 атмосфер; ясно, что ростіті Такі кристали непросто. Аналогічні з'єднання - нітрілі алюмінію та індію - теж напівпровіднікі. Їх сполуки утворюють потрійні тверді розчини з шириною забороненої зони, яка покладів від складу, Який можна підібраті так, щоб генеруваті світло потрібної ...
