6.3. Светоизлучающие диоды. 6. Передающие оптоэлектронные модули

Лекции по Компонентам ВОЛТ   

6. Передающие оптоэлектронные модули

6.3. Светоизлучающие диоды

Светодиоды — это приборы на основе p-n перехода, которые при прямом напряжении смещения могут испускать спонтанное излучение в УФ, видимой (используют в качестве индикаторов) или ИК (используют в оптронах и ВОСП) областях электромагнитного спектра.

Другими словами, принцип работы основан на излучательной рекомбинации носителей заряда в активной области гетероструктуры при пропускании через нее тока. Носители заряда—электроны и дырки—проникают в активный слой (гетеропереход) из прилегающих пассивных слоев (p- и n-слоя) вследствие подачи напряжения на p-n структуру и затем испытывают спонтанную рекомбинацию, сопровождающуюся излучением света. Излучение некогерентное, происходит непосредственно в области p-n перехода и равномерно распространяется по всем направлениям.

Длина волны l (мкм) связана с шириной запрещенной зоны активного слоя Ез (эВ) законом сохранения энергии l = 1,24/Ез.

Показатель преломления активного слоя выше ограничивающих пассивных слоев, благодаря чему рекомбинационное излучение может распространяться в пределах активного слоя, испытывая многократное отражение, что значительно повышает кпд источника излучения.

Основной материал

для = 0,85 мкм (0,5 = 35 нм)

    - GaAs - арсенид галлия,

для =1,3 мкм (0,5 = 110 нм)

    - GaInAsP - четырехэлементные полупроводники.

и для =1,55 мкм (0,5=150 нм)

Длину волны излучения 0 определяют как значение, соответствующее максимуму спектрального распределения мощности. 0,5 - ширина спектра излучения на уровне половины максимальной мощности излучения источника.

Гетерогенные структуры могут создаваться на основе разных полупроводниковых материалов. Обычно в качестве подложки используются GaAs и InP. Состав активного материала выбирается в зависимости от длины волны излучения и создается посредством напыления на подложку.

Существуют светоизлучающие диоды бокового излучения, когда свет излучается перпендикулярно поверхности перехода

( поскольку энергия запрещенной зоны в обоих слоях оболочки больше энергии активного слоя, излучаемый свет не поглощается электронами валентной зоны оболочек, а проходит наружу беспрепятственно)

и светоизлучательные диоды торцевого излучения (повышенной яркости), которые излучают свет параллельно поверхности перехода и имеют более высокую мощность излучения.







© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.