Жарык чыгаруучу диод атайын диод болуп саналат. Жөнөкөй диоддор сыяктуу жарык берүүчү диоддор жарым өткөргүч микросхемалардан турат. Бул жарым өткөргүч материалдар р жана n структураларын өндүрүү үчүн алдын ала имплантацияланган же кошулган.
Башка диоддор сыяктуу эле, жарык берүүчү диоддогу ток р уюлдан (анод) n уюлга (катод) оңой агып кете алат, бирок карама-каршы багытта эмес. Эки түрдүү алып жүрүүчү: тешиктер жана электрондор электроддордон р жана n структураларына ар кандай электрод чыңалуулары астында агышат. Тешиктер менен электрондор жолугуп, кайра бириккенде электрондор энергиянын төмөнкү деңгээлине түшүп, фотондор түрүндөгү энергияны бөлүп чыгарышат (фотондор биз көбүнчө жарык деп аташат).
Ал чыгарган жарыктын толкун узундугу (түсү) p жана n структураларын түзгөн жарым өткөргүч материалдардын тилкелик энергиясы менен аныкталат.
Кремний жана германий кыйыр тилкелүү материалдар болгондуктан, бөлмө температурасында бул материалдарда электрондордун жана тешиктердин рекомбинацияланышы радиациялык эмес өтүү болуп саналат. Мындай өтүүлөр фотондорду чыгарбайт, бирок энергияны жылуулук энергиясына айлантат. Ошондуктан, кремний жана германий диоддору жарык чыгара албайт (алар өзгөчө бурчта аныкталышы керек өтө төмөн өзгөчө температурада жарык чыгарышат, жана жарыктын жарыктыгы ачык эмес).
Жарык чыгаруучу диоддордо колдонулган материалдардын бардыгы түз тилкелүү материалдар, ошондуктан энергия фотондор түрүндө чыгарылат. Бул тыюу салынган тилке энергиялары жакын инфракызыл, көрүнгөн же ультрафиолет жакын тилкелердеги жарык энергиясына туура келет.
Бул модель электромагниттик спектрдин инфракызыл бөлүгүндө жарыкты чыгарган LEDди окшоштурат.
Өнүгүүнүн алгачкы этаптарында галлий арсенидин (GaAs) колдонгон жарык берүүчү диоддор инфракызыл же кызыл жарыкты гана чыгара алган. Материал таануунун өнүгүшү менен жаңыдан иштелип чыккан жарык берүүчү диоддор жогорку жана жогорку жыштыктагы жарык толкундарын чыгара алат. Бүгүнкү күндө ар кандай түстөгү жарык берүүчү диоддорду жасоого болот.
Диоддор көбүнчө N тибиндеги субстраттын үстүнө курулат, анын бетине Р түрүндөгү жарым өткөргүч катмары жайгашып, электроддор менен бириктирилет. P-түрүндөгү субстраттар азыраак кездешет, бирок ошондой эле колдонулат. Көптөгөн коммерциялык жарык берүүчү диоддор, айрыкча GaN/InGaN да сапфир субстраттарын колдонушат.
Светодиоддорду жасоо үчүн колдонулган материалдардын көбү өтө жогорку сынуу көрсөткүчүнө ээ. Бул жарык толкундарынын көбү аба менен тилкесинде материалга кайра чагылдырылган дегенди билдирет. Ошондуктан, жарык толкун алуу LED үчүн маанилүү тема болуп саналат, жана изилдөө жана өнүктүрүү көп бул темага багытталган.
Светодиоддордун (жарык чыгаруучу диоддор) жөнөкөй диоддордон негизги айырмасы алардын материалдары жана түзүлүшү болуп саналат, бул электр энергиясын жарык энергиясына айландыруудагы натыйжалуулугунда олуттуу айырмачылыктарга алып келет. Бул жерде эмне үчүн LED жарык чыгара аларын жана жөнөкөй диоддор чыгара албастыгын түшүндүрүү үчүн кээ бир негизги пункттар бар:
Ар кандай материалдар:Светодиоддор галлий арсениди (GaAs), галий фосфиди (GaP), галлий нитриди (GaN) жана башкалар сыяктуу III-V жарым өткөргүч материалдарын колдонушат. Бул материалдар түз тилкеге ээ, электрондор түздөн-түз секирип, фотондорду (жарык) чыгарууга мүмкүндүк берет. Жөнөкөй диоддор, адатта, кыйыр тилкеге ээ кремний же германийди колдонушат, ал эми электрондун секирүү негизинен жарык эмес, жылуулук энергиясын чыгаруу түрүндө болот.
Ар кандай структура:Светодиоддордун түзүмү жарыкты чыгарууну жана чыгарууну оптималдаштыруу үчүн иштелип чыккан. Жарык диоддор, адатта, фотондордун жаралышын жана чыгарылышын илгерилетүү үчүн pn түйүнүндөгү атайын кошумча заттарды жана катмар структураларын кошот. Жөнөкөй диоддор токтун ректификация функциясын оптималдаштыруу үчүн иштелип чыккан жана жарыктын пайда болушуна көңүл бурбайт.
Энергия диапазону:Светодиоддун материалы чоң диапазондук энергияга ээ, бул өтүү учурунда электрондор тарабынан бөлүнүп чыккан энергия жарык түрүндө пайда боло тургандай жогору экенин билдирет. Жөнөкөй диоддордун материалдык тилкелик энергиясы аз, электрондор өткөндө негизинен жылуулук түрүндө бөлүнүп чыгат.
Люминесценция механизми:Светодиоддун pn түйүнү алдыга ыктоо астында болгондо электрондор n аймагынан p аймагына жылып, тешиктер менен кайра биригишет жана жарыкты пайда кылуу үчүн фотондор түрүндөгү энергияны бөлүп чыгарышат. Кадимки диоддордо электрондор менен тешиктердин рекомбинациясы негизинен радиациялык эмес рекомбинация түрүндө болот, башкача айтканда энергия жылуулук түрүндө бөлүнүп чыгат.
Бул айырмачылыктар диоддор иштеп жатканда жарык чыгарууга мүмкүндүк берет, ал эми жөнөкөй диоддор мүмкүн эмес.
Бул макала Интернеттен алынган жана автордук укук түпнуска авторго таандык
Посттун убактысы: 01-август-2024