рмулою Планка
В
Аналіз Формули (3.1) показує, що при температурі, близькій до кімнатної, або при незначному нагріванні спектр випромінювання тіла практично цілком лежить в ІЧ-області. При нагріванні тіла до значній температури (1000 К) відбувається всі більший зсув максимуму теплового випромінювання у видиму область спектра при збільшення світності.
Типовим прикладом теплового випромінювача може служити електрична лампа розжарювання. Однак такі недоліки, як висока інерційність, низький ККД, відсутність спрямованості, дуже широкий спектр випромінювання, а також крихкість і несумісність з технологією ІС призвели до того, що теплові випромінювачі знаходять обмежене застосування в опто-електроніці, зазвичай в деяких типах оптронов і оптронні схем.
Основу сучасної оптоелектроніки складають люмінесцентні генератори оптичного випромінювання. Явище люмінесценції відомо вже понад півстоліття, однак лише в останні два десятиліття спостерігалося бурхливий розвиток приладів на її основі. Існує кілька видів люмінесценції, з яких найбільш важливими представляються електро-і фотолюмінісценція. У першому випадку збудження атомів речовини відбувається під дією електричного поля, а в другому - шляхом поглинання більш короткохвильового оптичного випромінювання. Електролюмінесценція можна, у свою чергу, розділити на два види: катодолюмінесценція, яка викликається світінням люмінофора під дією прискорених в електричному полі заряджених частинок і широко застосовується в різних типах вакуумних та газорозрядних приладів; і інжекційний люмінесценція, яка відбувається за рахунок випромінювання фотонів електронами при зміні їх енергетичного стану, викликаного протіканням електричного струму. У цьому розділі буде розглянута інжекційний люмінесценція і прилади, що працюють на її основі, такі, як світлодіоди і інжекційні лазери.
В
5.2 Світлодіоди
світлодіодів або світловипромінюючих діодів (СІД) називається напівпровідниковий прилад зпереходом, протікання струму через який викликає інтенсивне некогерентного випромінювання.
5.2.1 Основні параметри та характеристики світлодіодів
Параметри і характеристики СІД можна розбити на дві групи: до першої віднести величини, характеризують світлодіод як генератор оптичного випромінювання, а до другої - параметри, що визначають робочі режими. Крім того, слід пам'ятати, що в Залежно від призначення, наприклад для індикаторних світлодіодів, ІЧ-діодів, випромінювальних діодів для ВОЛЗ, може дещо змінюватися система параметрів і характеристик, наведених у паспорті приладу. Розглянемо послідовно основні параметри та характеристики СВД.
1. Сила света-зазвичай наводиться при заданому значенні прямого струму через діод і вимірюється в канделах. Аналогічним параметром для ІЧ-діодів є потужність ізлученіякоторая визна ляется як потік випромінювання певного спектрального складу, що випромінюється СІД при заданому прямому струмі, і вимірюваний в ватах. Для швидко діючих ІЧ-діодів віз можна завдання імпульсної потужності випромінювання
2. Світлова характеристика СІД - залежність сили світла від прямого струму, тобто Графіки залежності для деяких типів світлодіодів наведені на рис. 3.6. Як видно з наведених залежностей, на початковому ділянці при малих токах залежність сили світло
а
Рис. 3.7. Залежності потужності випромінювання (а) і імпульсної потужності випромінювання (б) в отн. од. від протікає прямого і імпульсного прямого струму відповідно (показані зони розкиду і усереднена крива)
від викликаного струму істотно нелінійна через сильний вплив безіз-лучательних процесів. При значних рівнях викликаного струму характеристика стає більш лінійної; зазвичай робоча область вибирається саме на цій ділянці.
Для світлодіодів ІЧ-діапазону аналогічну роль виконує ват-амперна характеристика, що показує залежність потужності, випромінюваної діодом, від протікає прямого струму, а для некоторьгх приладів наводиться
також залежність імпульсної потужності випромінювання від амплітуди імпульсу прямого струму (рис. 3.7).
Як видно з рис. 3.7, ват-амперні характеристики ІЧ-світлодіодів більш лінійні по порівнянні зі світловими характеристиками діодів видимого спектрального діапазону. Лінійність зберігається, за винятком малого початкової ділянки, аж до дуже високих імпульсивних струмів інжекції. Це пояснюється тим, що для ІЧ-світлодіодів підбирають виключно матеріали з прямозонних структурою, в той час як в світлодіодах видимого спектру часто використовують непрямозонних напівпровідники з легуючими присадками.
В В
3. Спектральна характеристика СІД - висловлює залежність інтенсивності випромінювання від довжини хвилі випромінюваного світла. Вид спектральної характеристики зазвичай цілком визначається матеріалом активної області світлодіода і характер...
