15. Источники излучения. Светодиоды. Основные параметры светодиодов.(стр1) Источники излучения. Устройства для генерации оптического излучения.

Для генерации оптического излучения используется 2 метода:

-тепловое излучение нагретых до высоких температур тел

-использование одного из видов люминисценции. Лиминисценция- нетепловое электромагнитное излучение, которое сохраняется некоторое время после окончания возбуждения атомов. Недостатки теплового излучения:

-используется ограничено;-широкий спектр излучения;-отсутствие направленности излучения;-низкий КПД; -несовместимость с интегральной технологией;-высокая инерционность.

Достоинства люминисцентного излучения:

-низкий спектр излучения;-большое количество способов возбуждения атомов.

Наибольшее применение нашли следующие типы люминисценции:

-электролюминисценция;-фотолюминисценция;-катодолюминисценция

Светодиоды.

Светодиод- это полупроводниковый диод , преобразующий электрический сигнал в энергию некогерентного светового излучения. Являются источником естественного излучения , так как фазы, амплитуды, и направления поляризации отдельных атомов не связанны друг с другом. То есть суммарная электромагнитная энергия имеет хаотически изменяющуюся амплитуду и фазу. При протекании через диод прямого тока происходит инжекция не основных носителей заряда в базовую область диодной структуры. В базовой области и в п-н переходе, происходит рекомбинация инжектированных носителей заряда, что сопровождается их переходом на более низкий энергетический уровень и избыточная энергия при этом выделяется путем излучения кванта света. Цвет свечения диода зависит от длины волны излучения, которая в свою очередь зависит от типа полупроводникового материала, который используется в п-н переходе также от легирующих примесей. Важнейшими элементами, которые используются в диодах, являются алюминий, галий, фосфор и индий. Элементы вызывают свечение в диапазоне от красного до желтого цветов. И элементы как индий, галий и азот используются для получения голубого и зеленого свечения.

Если к кристаллу которые вызывают голубое свечение добавить люминофор(вещество, которое способное преобразует поглащаемую энергию света ), то получиться белый свет.

Основные характеристики светодиодов:

-тип корпуса. Определяется диаметром и цветом колбы, также материалом корпуса:

*металлические корпуса со стеклянной колбой, характеризуется острой направленность излучения

*пластмассовые корпуса, характеризуются рассеянным излучением.

-типовой(рабочий) ток. Величина тока необходимая для питания светодиода

-рабочее напряжение. Падение напряжение при подаче рабочего тока.

-угол рассеивания излучения. Определяется характеристиками материала, а также типом корпуса.

-яркость. Величина равная отношению силы света к площади светящейся поверхности.

-цвет свечения.

С увеличением температуры сила света(яркость) и падение напряжения уменьшается.При обратном включении возможет выход из строя светодиода, в случае когда светодиод имеет малое допустимое значение обратного напряжения.

Чем выше напряжение, тем больше значение тока, тем больше яркость. Для каждого светодиода существует допустимое значение напряжения питания Umax пр и Umax обр. При подаче напряжения выше этих значений наступают электрические пробои, в результате чего светодиод выходит из строя. Существует также минимальное значение, при котором наблюдается сечение светодиода, диапазон который обеспечивает свечение Umin…..Umax.