Светодиоды и

полупроводниковые

лазеры

• принадлежат к классу люминесцентных приборов.

• Люминесценцией называется оптическое излучение, возникающее в результате электронного возбуждения материала.

Инжекционная

электролюминесценция

•В зависимости от источника энергии возбуждения выделяют несколько видов люминесценции, мы будем рассматривать инжекционную электролюминесценцию, которая представляет собой оптическое излучение, возникающее при инжекции неосновных носителей при прямом смещении pn-переходов, так как в этом случае электрическая энергия непосредственно преобразуется в фотоны

Инжекционная

электролюминесценция

•Эффективным с точки зрения люминесценции является такой материал, в котором

излучательные переходы превалируют над

безизлучательными

Эффективность

люминесценции

• определяется как отношение числа возбужденных носителей, дающих вклад в излучение, к полному числу носителей, участвующих в рекомбинации можно определить следующим образом:

•Из (6.8) следует, что для обеспечения высокой квантовой эффективности времена жизни излучательной рекомбинации должно быть мало.

Эффективность

люминесценции

•Наиболее вероятны излучательные переходы у материалов прямозонных полупроводников группы АIIIBV. Для индикаторных устройств используют широкозонные полупроводники с Eg >1,7 эВ.

Светодиоды –

•это полупроводниковый прибор, с гомо- или гетеро- pn-переходом, вблизи которого возникает люминесценция при включении прибора в прямом направлении

Достоинства светодиодов:

•высокое быстродействие и легкость амплитудной модуляции в широком частотном интервале; миниатюрные размеры, позволяющие изготовлять на их основе интегральные излучающие матрицы; широкая возможность выбора материала излучателя для спектрального согласования с фотоприемником при конструировании оптопар.

Спектральная

характеристика излучения

светодиода

• при межзонных переходах представляет собой линию полушириной kT и

центрированную при значении h Eg

Излучательная рекомбинация, обусловленная межзонными электронными переходами

•Фотоны, генерируемые в области перехода, испускаются во всех направлениях, однако наблюдателя достигает лишь та часть, которая проходит через поверхность полупроводника