Напряжение на диоде

August 1, 2011 by admin Комментировать »

В ходе рекомбинации электронно-дырочных пар происходит преобразование энергии инжектированных электронов в энергию квантов света. Для осуществления такого преобразования энергии напряжение возбуждения или напряжение прямого смещения светодиода должно быть больше или равно ширине запрещенной зоны, т.е. напряжение на диоде определяется выражением

 

Теперь рассмотрим причины того, что реальное напряжение смещения светодиода несколько отличается от значений, получаемых из этой формулы.

Во-первых, на последовательном сопротивлении диода происходит дополнительное падение напряжения. Источниками дополнительного сопротивления являются сопротивление на контактах, сопротивление на резких границах раздела в гетероструктурах и объемное сопротивление, характерное для материалов с низкими концентрациями носителей или малой подвижностью носителей. Падение напряжения I·Rsна последовательном сопротивлении приводит к необходимости увеличения напряжения возбуждения.

Во-вторых, при инжекции носителей в структуры с квантовыми ямами или в двойные гетероструктуры они могут терять часть своей энергии. Это иллюстрирует пример неадиабатической инжекции носителей на рис. 4.12, где показана узкая квантовая яма при подаче на светодиод прямого напряжения. Видно, что при инжекцииносителей вэту яму потери энергии электронами составляют

Рис. 4.15. Химический состав структуры (а); зонная диаграмма структуры с квантовой ямой, иллюстрирующая энергетические потери носителей при их попадании в квантовую яму (б)

 

в светодиоде GaAs(Eg= 1,42 эВ) при прямом смещении генерация некоторой части фотонов с hv= 1,42 эВ начинается при напряжении на диоде 1,32 В, что ниже энергии фотона `.

Упражнение. Определение напряжения возбуждения светодиода

Рассчитать приблизительные значения прямого напряжения светодиодов, излучающих в синем, зеленом и красном диапазонах видимого спектра. Определить прямое напряжение светодиодов, излучающих свет с длинами волн 870 нм и 1,55 мкм. Решение

Цвет излучения

Длина волны, нм

Энергия фотона, эВ

Напряжение возбуждения, В

Синий

470

2,6

2,6

Зеленый

550

2,2

2,2

Красный

650

1,9

1,9

Инфракрасный

870

1,4

1,4

Инфракрасный

1550

0,8

0,8

 

‘) Этот факт не противоречит второму закону термодинамики, так как интегрально по всему спектру внутренний квантовый выход излучения меньще 100%.

 

Источник:

 Шуберт Ф. Светодиоды / Пер. с англ. под ред. А.Э. Юновича. — 2-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 496 с. – ISBN 978-5-9221-0851-5.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты