8. Светодиоды

Светодиоды (рис.3.8.) представляют собой полупроводниковый прибор, предназначенный для преобразования энергии протекающего прямого тока в энергию оптического излучения инфракрасного или видимого диапазона. Конструктивно светодиоды имеют оптический канал для вывода излучения от зоны р-n-перехода.

Всветодиодах используются свойства процесса рекомбинации при сравнительно большой плотности рекомбинируемых пар излучать квант света, т.е. используется явление рекомбинационного излучения. Это явление происходит, если плотность энергетических уровней, занятых электронами в зоне проводимости, и свободных уровней в зоне валентности велика. Частота излучаемого кванта света, т.е. цвет излучения, определяется шириной запрещенной зоны: чем больше ширина запрещенной зоны, тем темнее цвет.

Светодиоды применяются в качестве элементов индикации в различных электрических схемах, а также в качестве входных элементов оптоэлектронных микросхем.

9. Фотодиоды

Фотодиоды(рис.3.9.)это полупроводниковые приборы, предназначенные для преобразования энергии оптического излучения в энергию электрического тока. В фотодиодах используется механизм внутреннего фотоэффекта в зоне р-n-перехода. Фотодиоды имеют оптический канал для входа излучения, могут использоваться в фотогенераторном и фотопреобразовательном режимах. В фотогенераторном режиме оптическое излучение генерируется парой носителей в зоне перехода: под действием внутреннего электрического поля носители концентрируются в р иnобластях (дырки в р области, электроны вnобласти, возникает фото-ЭДС и во внешней цепи может протекать фототок. В фотопреобразовательном режиме фотодиод используется во внешней цепи в режиме обратного включения, при этом величина обратного тока фотодиода пропорциональна интенсивности падающего на него светового потока.

, (3.2)

где - обратный ток фотодиода при отсутствии освещенности,- коэффициент интегральной чувствительности,- интенсивность падающего светового потока.

Зависимость коэффициента интегральной чувствительности от частоты падающего излучения получило название спектральной чувствительности фотодиода. Различают диоды инфракрасного и видимого излучения.

Основные эксплуатационные параметры:

1.  коэффициент интегральной чувствительности;

2.  спектр излучения;

3.  величина темнового тока;

4.  допустимое обратное напряжение;

5.  фото-ЭДС.

Объединение в одном светонепроницаемом корпусе светодиода и фотодиода позволило создать новый класс полупроводниковых приборов оптоэлектронную пару.

21