Время нарастания и спада оптического сигнала при большой емкости светодиодов

October 21, 2011 by admin Комментировать »

В диодах, используемых для освещения, область инжекции носителей тока в р-тг-переход может быть очень большой. Иногда она может перекрывать площадь всего кристалла светодиода. Такие диоды характеризуются большой емкостью. Обозначим емкость диода как С, а полное сопротивление цепи, состоящей из сопротивления диода и последовательного сопротивления управляющей схемы какR.Времена нарастания и спада сигнала диода равны и определяются постоянной времени ЕС.

В светодиодах, применяемых в системах связи, размеры активной области с инжекционной накачкой всегда намного меньше, чем в осветительных светодиодах. Поэтому максимальная частота модуляции таких светодиодов ограничена не их емкостью, а временем жизни спонтанного излучения. Поскольку интенсивность излучения светодиодов данного типа не подчиняется строго экспоненциальному закону, определяемому выражением (24.6), уравнение (24.8) для них является лишь приближенным.

Рассмотрим светодиод, область р-п-перехода которого занимает всю площадь кристалла. Размер контакта (обычно небольшой) в таком светодиоде определяет величину области излучения. В системах связи, как правило, используют именно такие светодиоды. При нулевом смещении емкость светодиода определяется его барьерной емкостью (емкостью пространственного заряда). Поскольку светодиоды данного типа обладают довольно большой площадью (например 250 мкм х 250 мкм), их емкость может достигать 200-300 пФ.

Кристалл светодиода данного типа монтируется в перевернутом виде, электроны собираются в области, расположенной под контактом. При прямом смещении р-п-перехода емкость светодиода определяется емкостью диффузионной области. Однако рабочей областью светодиода является не весь кристалл, а только область инжекции носителей тока.

Снижение емкости ведет к расширению рабочей полосы частот. Барьерная емкость может быть уменьшена при помощи вытравливания мезаструктур. При этом для исключения поверхностной рекомбинации мезаструктуры должны быть больше площади контактов.

Для существенного снижения диффузионной емкости эффективных способов не существует. Емкость этого типа может быть несколько уменьшена введением дефектов, работающих как центры тушения люминесценции. Такие дефекты сокращают время жизни неосновных носителей и, следовательно, снижают диффузионную емкость. Светодиоды с внедренными дефектами могут работать на частотах до нескольких гигагерц. Однако выходная мощность их излучения при этом также снижается. Поэтому целесообразность тушения люминесценции является довольно спорной.

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