Dioda elektroluminescencyjna

Dioda_elektroluminescencyjna
Dioda elektroluminescencyjna, dioda świecąca, LED (ang. light-emitting diode) – dioda zaliczana aż do półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych, emitujących połysk do wnętrza zakresie światła widzialnego, podczerwieni zaś ultrafioletu.Do produkcji weszła do wnętrza latach sześćdziesiątych do wnętrza formie opracowanej na skroś amerykańskiego inżyniera Nicka Holonyaka juniora, który jest uważany zbyt jej wynalazcę.Możliwe jest, że została wynaleziona już wcześniej, do wnętrza latach 20. XX wieku. Radziecki technik radiofoniczny Oleg Władimirowicz Łosew zauważył, że diody używane do wnętrza odbiornikach radiowych emitują światło, do wnętrza latach 1927-30 opublikował łącznie 16 artykułów opisujących działanie diod elektroluminescencyjnych .Działanie diody elektroluminescencyjnej (LED) opiera się na zjawisku rekombinacji nośników ładunku (rekombinacja promienista). Zjawisko owo zachodzi do wnętrza półprzewodnikach wówczas, w ciągu gdy elektrony przechodząc spośród wyższego poziomu energetycznego na niższy zachowują swój pseudo-pęd. Jest owo tzw. przejście proste. Podczas tego przejścia dynamizm elektronu zostaje zamieniona na cześć promieniowania elektromagnetycznego. Przejścia tego rodzaju dominują do wnętrza półprzewodnikach spośród prostym układem pasmowym, do wnętrza którym minimum pasma przewodnictwa zaś wierzchołkowi pasma walencyjnego odpowiada ta sama wartość pędu.Główne parametry diod LED:Półprzewodnikiem cechującym się tego rodzaju przejściami jest arsenek galu (GaAs) zaś między innymi dzięki tej własności głównie płeć brzydka jest wykorzystywany aż do produkcji źródeł promieniowania (drugim powodem jest niesłychanie duża sprawność kwantowa – jest owo wielkość stała określający udział przejść rekombinacyjnych, do wnętrza wyniku których generowane są fotony aż do ilości nośników ładunku przechodzących na skroś warstwę zaporową złącza p-n, przejścia rekombinowane zachodzą do wnętrza obszarze czynnym złącza).przy czym:W krzemie zaś germanie dominują przejścia skośne.Luminescencja jest zjawiskiem fizycznym polegającym na emitowaniu na skroś materię promieniowania elektromagnetycznego przy wpływem czynnika pobudzającego, które na rzecz pewnych długości fali przewyższa emitowane na skroś tę materię połysk temperaturowe. W diodzie LED mamy aż do czynienia spośród tzw. elektroluminescencją, tuż przy wytworzeniu której źródłem energii pobudzającej jest prąd elektryczny dostarczony spośród zewnątrz, kiedy niekiedy sfera elektryczne Najefektywniejsza elektroluminescencja do wnętrza półprzewodniku powstaje do wnętrza wyniku rekombinacji swobodnych nośników ładunku do wnętrza złączu p-n, w ciągu gdy jest ono spolaryzowane do wnętrza kierunku przewodzenia. Intensywność świecenia zależy od chwili wartości doprowadzonego prądu, tuż przy czym zależność ta jest liniowa do wnętrza dużym zakresie zmian prądu. Zjawiska przeszkadzające elektroluminescencji owo pochłanianie wewnętrzne zaś całkowite refleks wewnętrzne. Długość fali generowanego promieniowania:przy czym:Miarą strat na refleks wewnętrzne zaś pochłanianie jest zależność zewnętrznej aż do wewnętrznej sprawności kwantowej nqz/nnw. O do wnętrza jakim stopniu wewnętrzna sprawność kwantowa nqw jest zależna od chwili technologii procesu wytwarzania złącza i właściwości zastosowanego półprzewodnika, o tak duża liczba na zewnętrzną sprawność kwantową ma także wpływ kształt diody.Na rysunku a) przekrój diody elektroluminescencyjnej płaskiej, tudzież na rysunku b) półsferycznej. Kąt krytyczny, tuż przy którym występuje pełne refleks wewnętrzneprzy czym n* jest współczynnikiem załamania.Pochłanianie wewnętrzne może być wyrażane zbyt pomocą funkcji exp , dokąd a(l) jest współczynnikiem absorpcji na rzecz danej długości fali, x zaś określa odległość od chwili miejsca rekombinacji promienistej aż do powierzchni emitującej połysk diody na zewnątrz.Całkowitą sprawność zamiany energii elektrycznej na energię promienistą do wnętrza przypadku omawianej diody płaskiej określa zależność:przy czym:Złącza p-n diod elektroluminescencyjnych spośród GaAs wykonuje się na ogół techniką dyfuzyjną, co zapewnia im wysoką sprawność kwantową.Promieniowanie diod elektroluminescencyjnych spośród GaAs można uczynić widzialnym zbyt pomocą przetworników podczerwieni, na przykład na skroś obicie powierzchni diody odpowiednim luminoforem. Promieniowanie widzialne emitują diody elektroluminescencyjne spośród półprzewodników trójskładnikowych GaAsP, do wnętrza których do wnętrza ten sposób samo wzorem do wnętrza GaAs są spełnione dar na rzecz prostych przejść rekombinacyjnych. Diody spośród GaAsP emitują światło czerwone o długości fali l = 650 nm.Długość fali emitowanego promieniowania zwiększa się ze wzrostem temperatury złącza. Diody emitują połysk do wnętrza niesłychanie wąskim przedziale widma: od chwili 490 nm – odcień lazur aż do 950 nm – bliska podczerwień Diody elektroluminescencyjne są wytwarzane spośród materiałów półprzewodnikowych (pierwiastki spośród III zaś V grupy układu okresowego np. arsenek galu GaAs, fosforek galu GaP, arseno-fosforek galu GaAsP o odpowiednim domieszkowaniu). Barwa promieniowania emitowanego na skroś diody LED zależy od chwili materiału półprzewodnikowego są owo barwy: niebieska, żółta, zielona, pomarańczowa, czerwona.Średni prąd przewodzenia IF negacja logiczna winien przekraczać 20 – 1500 mA, zależnie od chwili typu diody. Często ogranicza się go zbyt pomocą właściwie dobranego rezystora połączonego szeregowo spośród diodą oznacza owo stabilizatora prądu. Stabilizatory prądu są statystycznie stosowane aż do zasilania diod dużej mocy, dokąd istotna jest sprawność układu zasilania diody. Zalety diod elektroluminescencyjnych: