LED-uri sau diodă emițătoare de lumină (LED Engl LED diodă emițătoare de lumină ...) - un dispozitiv semiconductor cu o joncțiune pn sau un contact de metal-semiconductor, crearea de radiații optice prin trecerea prin el un curent electric. Lumina emisă este în intervalul îngust al spectrului, caracteristicile sale spectrale depind inclusiv compoziția chimică a semiconductorului utilizat în ea.
Prin trecerea curentului electric prin p-n intersecție în direcția înainte, purtatori de sarcin - electroni și găuri - recombina cu emisia de fotoni (datorită tranziției de electroni de la un nivel de energie la altul).
Nu toate materialele semiconductoare emite efectiv lumină în timpul recombinării. Cele mai bune emițătoare sunt semiconductori direct-gap (adică, astfel încât să permită optice tranziții directe band-band), de tip A III B V (de exemplu GaAs sau InP) și A II B VI (de exemplu, ZnSe sau CdTe). Prin variația compoziției LED-semiconductor pot fi create pentru tot felul de lungimi de unda de la ultraviolete (GaN) până la jumătatea anului în infraroșu (PbS).
Diodele realizate din semiconductori cu decalaj indirect (de exemplu, siliciu, germaniu sau carbură de siliciu), lumina practic nu emit. Cu toate acestea, în legătură cu dezvoltarea tehnologiei de siliciu, se lucrează activ pentru a crea LED-uri bazate pe siliciu. Recent, speranțele mari sunt asociate cu tehnologia punctelor cuantice și a cristalelor fotonice.
Volt-ampera caracteristică a LED-urilor în direcția înainte este neliniară. Dioda începe să atragă curentul de la o anumită prag de tensiune. Această tensiune face posibilă determinarea exactă a materialului semiconductor.
Fotodioda este un receptor de radiație optică [1]. care transformă incidentul luminii pe regiunea fotosensibilă într-o sarcină electrică datorată proceselor din joncțiunea p-n.
O fotodiodă a cărei funcționare se bazează pe efectul fotovoltaic (separarea electronilor și a găurilor în regiunile p și n, datorită cărora se formează încărcătura și EMF) se numește o celulă solară. Pe lângă fotodiodele p-n, există și fotodiode p-i-n în care un strat de semiconductor nedoped i se află între straturile p și n. fotodiodele p-n și p-i-n convertesc doar lumina în curent electric, dar nu o amplifică, spre deosebire de fotodiodele de avalanșă și de fototranzistori.
Sub acțiunea quantului de radiație, purtătorii liberi purtători sunt generați în bază, care se grăbesc până la limita joncțiunii p-n. Lățimea bazei (regiunea n) este astfel încât găurile nu au timp să se recombine înainte de a intra în regiunea p. Curentul fotodiodei este determinat de curentul transportatorilor minoritari - curentul derivat. Viteza fotodiodei este determinată de viteza de separare a purtătorilor de către câmpul de joncțiune p-n și de capacitatea joncțiunii pn Cp-n
Diagrama structurala a fotodiodei. 1 - cristal semiconductor; 2 - contacte; 3 - concluzii; # 934; - fluxul de radiații electromagnetice; E - sursa de curent continuu; RH este sarcina.
Fotodioda poate funcționa în două moduri:
- fotovoltaică - fără tensiune externă
- fotodiodă - cu tensiune inversă externă
- simplitatea tehnologiei și a structurii de fabricație
- o combinație de fotosensibilitate și viteză ridicate
- rezistența scăzută a bazei
- scăderea inerției
- p-i-n fotodiodă
- Fotodiodă Schottky (fotodiodă cu barieră Schottky) Structura metalo-semiconductoare. Când se formează o structură, unii dintre electroni vor trece de la metal la semiconductorul de tip p.
- Fotodiodă avalanșă Defalcarea avalanșelor este utilizată în structură. Apare atunci când energia fotocarrierilor depășește energia formării perechilor electron-gaură. Foarte sensibil.
O diodă laser este un laser semiconductor bazat pe o diodă. Lucrarea sa se bazează pe apariția inversării populației în regiunea joncțiunii p-n atunci când se injectează purtători de sarcină
Diodele laser sunt componente electronice importante. Ele sunt utilizate pe scară largă ca surse de lumină controlate în liniile de fibră optică de comunicații. Acestea sunt, de asemenea, utilizate în diverse echipamente de măsurare, de exemplu, aparate de măsură cu laser. O altă aplicație comună este citirea codurilor de bare. Lasere cu radiații vizibile, de obicei roșii și uneori verzi, în pointer laser, șoareci de calculator. Infraroșu și lasere roșii - în playere CD și DVD. Violete lasere - în dispozitivele HD DVD și Blu-Ray. Laserele albastre - în proiectoare de nouă generație ca sursă de lumină albastră și verde (obținute din cauza fluorescenței unei compoziții speciale sub influența luminii albastre). Sunt explorate posibilitățile de utilizare a laserelor semiconductoare în dispozitive rapide și necostisitoare pentru spectroscopie.
Până la dezvoltarea unor lasere semiconductoare fiabile, în playerele CD și în cititoarele de coduri de bare, dezvoltatorii au trebuit să utilizeze lasere mici de heliu-neon.
Volt-ampere caracteristică unei diode tunel. În domeniul de tensiune de la U1 la U2, rezistența diferențială este negativă. Diodele regulate cresc în mod monoton curentul transmis, pe măsură ce crește tensiunea înainte. Dioda tunel este o tunelare cuantică a electronilor adaugă cocoașă în caracteristica tensiune-curent, în timp ce, din cauza nivelului ridicat de dopaj p și n regiuni, tensiunea de străpungere scade aproape la zero. Efectul de tunel permite electronilor să depășească bariera energetică în zona de tranziție cu o lățime de 50 ... 150 Å la astfel de tensiuni, când banda de conducție din n-regiunea are nivele egale de energie cu banda de valență a regiunii p. [1] Cu o creștere suplimentară a tensiunii înainte a nivelului Fermi al regiunii în ceea ce privește p-regiune, care se încadrează pe decalaj banda regiune de tip p, și deoarece tunelare nu se poate schimba energia totală de electroni culcat n [2]. Probabilitatea unei tranziții de electroni de la regiunea n la regiunea p scade drastic. Aceasta creează o secțiune în secțiunea dreaptă a caracteristicilor de tensiune curentă în care creșterea tensiunii în direcția de avans este însoțită de o scădere a puterii curente. Această zonă de rezistență diferențială negativă este utilizată pentru amplificarea semnalelor slabe de microunde. Diodurile tunelului realizate din Ge, GaAs și, de asemenea, din GaSb au fost cele mai utilizate în practică. Aceste diode sunt utilizate pe scară largă ca comutatoare de înaltă frecvență și generatoare, care lucrează la frecvențe de multe ori mai mare decât frecvența de tetroda funcționare, - 1-300 GHz.
Trimiteți-le prietenilor: