Температурная зависимость интенсивности излучения

October 31, 2011 by admin Комментировать »

С ростом температуры интенсивность излучения светодиодов падает. Это снижение интенсивности происходит из-за:

1)   безызлучательной рекомбинации через глубокие примесные уровни,

2)    рекомбинации на поверхности,

3)    потери носителей в барьерных слоях гетероструктур. Температурную зависимость интенсивности излучения светодиодов

вблизи комнатной температуры часто описывают следующим феноменологическим уравнением:

 

где T1— характеристическая температура конкретного светодиода. Предпочтительнее, чтобы характеристическая температура была достаточно высокой, поскольку этому соответствует слабая температурная зависимость.

Интересно отметить, что как светодиоды, так и полупроводниковые лазеры обладают своими собственными зависимостями интенсивности излучения от температуры. Для светодиодов эта зависимость иногда называется уравнением Т1, а для лазеров — уравнениемT0. В полупроводниковых лазерах пороговый ток, т. е. электрический ток, необходимый для начала генерации излучения, с увеличением температуры растет. Это увеличение порогового тока часто описывается уравнением

 

Отметим, что температурные зависимости и интенсивности излучения светодиодов и порогового тока полупроводниковых лазеров являются чисто феноменологическими, основанными только на экспериментальных данных, для их вывода не использованы уравнения, полученные из теоретических принципов.

На рис. 5.7 показаны полученные экспериментально температурные зависимости интенсивности излучения светодиодов трех типов: светодиода голубого свечения InGaN/GaN, светодиода зеленого свечения InGaN/GaNи светодиода красного свечения AlInGaP/GaAs, снятые при постоянном токе (ToyodaGoseiCorporation, 2000). Видно, что светодиоды голубого свечения обладают наибольщей температурой T1, а красного свечения — наименьшей. Этот факт не является неожиданным, поскольку известно, что светодиоды голубого свечения имеют самые глубокие квантовые ямы и это делает структуры InGaN/GaNнаиболее эффективными.

Рис. 5.7. Характеристические температуры Т1для трех типов светодиодов: светодиода голубого свечения InGaN/GaN, светодиода зеленого свечения InGaN/GaNи светодиода красного свечения AlInGaP/GaAs, снятые вблизи комнатной температуры (ToyodaGoseiCorporation, 2000)

 

Упражнение. Компенсация температурной зависимости светодиодов

Рассмотрим светодиод с характеристической температурой Т1 = 100 К, пороговым напряжением при температуре 20 °С 1,4 В и температурным коэффициентом порогового напряжения 0,5 мВ/К. Дифференциальное сопротивление данного светодиода при прямых напряжениях больше напряжения включения равно 20 Ом.

Требуется разработать схему управления светодиодом, состоящую из источника постоянного напряжения и резистора, компенсирующую температурную зависимость интенсивности излучения светодиода. Схема должна обеспечивать одинаковую интенсивность излучения светодиода и в точке замерзания воды (О °С), и при температуре 60 °С. При О °С через светодиод должен проходить ток 20 мА.

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