Внутренний квантовый
выход
• равен отношению количества излученных фотонов на единицу площади pn-перехода к количеству инжектированных носителей заряда через pn-переход в единицу времени и равно отношению полного времени жизни носителей, определяемого излучательной и безизлучательной рекомбинацией к излучательному времени жизни носителей заряда:
int Nф |
Nинж n и p n n p , |
Коэффициент инжекции электронов в p–область
n J n |
J n J p J gr J тун , |
•Светодиоды конструируют таким образом, чтобы была преимущественная инжекция носителей одного знака и, следовательно, излучательная рекомбинация в одной из областей pn-перехода. Для этого эмиттерную область сильно легируют, вплоть до вырождения, однако при этом возрастает вероятность туннельного тока
Коэффициент инжекции электронов в p–область
•Другим способом повышения коэффициента инжекции является применение гетероперехода. Если использовать узкозонный материал p или n-типа (GaAs) и широкозонный материал (GaAlAs), инжекция электронов из широкозонного полупроводника будет происходить значительно легче, чем из узкозонного
Эффект «сверхинжекции» в nр -гетеропереходе
диаграмма гетероперехода р-GaAs- Ga1-хAlхAs
Энергетические
диаграммы
гетероструктуры
(n-Alx1Ga1–x1As) – (р-GaAs) –
(р+ Alx2Ga1–x2As)
Энергетическая диаграмма на GaN- гетероструктурах
Внешний квантовый
выход
•есть отношение количества фотонов, излученных в единицу времени во внешнюю среду к количеству носителей, прошедших через pn- переход, будет обусловлено поглощением в материале светодиода
ипотерями за счет отражения при выходе света через границу полупроводник – внешняя среда.
ext int T Г
Коэффициент выхода света Г
•оптимизируют путем использования просветляющих покрытий и подбором формы той области кристалла, через которую излучение выводится во внешнюю среду. При этом наибольшее значение Г наблюдается для сферической конфигурации светодиода
nп 
n1 n2
nп dn 2m 1 
4