Индикаторы на светоизлучающих диодах

Светоизлучающие диоды (СИД или Light – Emitting Diodes, LEDs) в современной МЭА являются самыми массовыми по численности и сферам применения. Это самые миниатюрные источники света, они не требуют вакуумирования в стеклянную колбу, совместимы с интегральными схемами по уровню питающих напряжений. Кроме того, они не боятся вибрации, ударных нагрузок, изготавливаются стандартными методами эпитаксии и диффузии, излучают яркий свет в видимой области спектра. Разработаны светодиоды почти на все цвета спектра: красные, зелёные, жёлтые, оранжевые. К недостаткам СИД можно отнести дефицитность исходных материалов и повышенное потребление энергии по сравнению с ЖКИ. СИД широко применяются в портативных и стационарных измерительных приборах, калькуляторах, электронных часах и др.

Физические основы работы СИД

В основе принципа работы СИД заложено явление излучательной рекомбинации, то есть излучение света при прохождении прямого тока через pnпереход. Рассмотрим это явление в простом pn переходе (рис.11).

 

 

Рис.11. Механизм излучательной рекомбинации: а – материалы p— и nтипа изолированы друг от друга; б – области p и n созданы в едином монокристалле; в – к pn приложено прямое напряжение, Eширина запрещённой зоны, Efуровень Ферми, энергия кванта.

 

В исходном состоянии два участка pи n типа одного и того же полупроводникового материала изолированы друг от друга (рис.11а). При плотном соприкосновении этих участков, а лучше при изготовлении их в едином монокристалле уровни Ферми выравниваются, а зонная диаграмма в переходной области становится ступенчатой (рис.11б). При приложении к pnпереходу прямого напряжения высота ступеньки уменьшается и носители заряда (электроны) инжектируются в p область. Здесь они, являясь неосновными носителями, рекомбинируют с дырками. При этом высвобождается энергия в виде кванта излучения (фотона), равная ширине запрещённой зоны, то есть ≈ ∆E.

СИД могут быть точечными либо матричными.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector