Yorug'lik chiqaradigan diod - bu maxsus diod. Oddiy diodlar singari, yorug'lik chiqaradigan diodlar ham yarim o'tkazgich chiplaridan iborat. Ushbu yarimo'tkazgich materiallari p va n tuzilmalarini ishlab chiqarish uchun oldindan implantatsiya qilinadi yoki qo'shiladi.
Boshqa diodlar singari, yorug'lik chiqaradigan dioddagi oqim osongina p qutbdan (anod) n qutbga (katod) o'tishi mumkin, lekin teskari yo'nalishda emas. Ikki xil tashuvchi: teshiklar va elektronlar elektrodlardan p va n tuzilmalariga turli elektrod kuchlanishlari ostida oqadi. Teshiklar va elektronlar uchrashganda va qayta birlashganda, elektronlar pastroq energiya darajasiga tushadi va fotonlar shaklida energiya chiqaradi (fotonlar biz ko'pincha yorug'lik deb ataymiz).
Chiqaradigan yorug'likning to'lqin uzunligi (rangi) p va n tuzilmalarni tashkil etuvchi yarim o'tkazgich materiallarining tarmoqli energiyasi bilan belgilanadi.
Silikon va germaniy bilvosita tarmoqli materiallar bo'lganligi sababli, xona haroratida bu materiallardagi elektronlar va teshiklarning rekombinatsiyasi radiatsiyaviy bo'lmagan o'tishdir. Bunday o'tishlar fotonlarni chiqarmaydi, balki energiyani issiqlik energiyasiga aylantiradi. Shuning uchun kremniy va germaniy diodlari yorug'lik chiqara olmaydi (ular juda past o'ziga xos haroratlarda yorug'lik chiqaradi, bu maxsus burchakda aniqlanishi kerak va yorug'likning yorqinligi aniq emas).
Yorug'lik chiqaradigan diodlarda ishlatiladigan materiallar to'g'ridan-to'g'ri tarmoqli materiallardir, shuning uchun energiya fotonlar shaklida chiqariladi. Ushbu taqiqlangan tarmoqli energiyalar yaqin infraqizil, ko'rinadigan yoki yaqin ultrabinafsha chiziqlaridagi yorug'lik energiyasiga mos keladi.
Ushbu model elektromagnit spektrning infraqizil qismida yorug'lik chiqaradigan LEDni simulyatsiya qiladi.
Rivojlanishning dastlabki bosqichlarida galyum arsenid (GaAs) dan foydalanadigan yorug'lik chiqaradigan diodlar faqat infraqizil yoki qizil nurni chiqarishi mumkin edi. Materialshunoslikning rivojlanishi bilan yangi ishlab chiqilgan yorug'lik chiqaradigan diodlar yuqori va yuqori chastotali yorug'lik to'lqinlarini chiqarishi mumkin. Bugungi kunda turli xil rangdagi yorug'lik diodlarini yasash mumkin.
Diyotlar odatda N tipidagi substratda quriladi, uning yuzasida P tipidagi yarimo'tkazgich qatlami yotqiziladi va elektrodlar bilan birlashtiriladi. P tipidagi substratlar kamroq tarqalgan, ammo ular ham qo'llaniladi. Ko'pgina tijorat yorug'lik chiqaradigan diodlar, ayniqsa GaN / InGaN, shuningdek, safir substratlardan foydalanadi.
LEDlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan ko'pgina materiallar juda yuqori sinishi ko'rsatkichlariga ega. Bu shuni anglatadiki, yorug'lik to'lqinlarining aksariyati havo bilan interfeysda materialga qaytariladi. Shu sababli, yorug'lik to'lqinlarini chiqarish LEDlar uchun muhim mavzu bo'lib, ko'plab tadqiqot va ishlanmalar ushbu mavzuga qaratilgan.
LEDlar (yorug'lik chiqaradigan diodlar) va oddiy diodlar o'rtasidagi asosiy farq ularning materiallari va tuzilishi bo'lib, bu elektr energiyasini yorug'lik energiyasiga aylantirish samaradorligida sezilarli farqlarga olib keladi. LEDlar nima uchun yorug'lik chiqarishi mumkinligini va oddiy diodlar qila olmasligini tushuntirish uchun ba'zi asosiy fikrlar:
Turli materiallar:LEDlar galyum arsenid (GaAs), galliy fosfid (GaP), galyum nitridi (GaN) va boshqalar kabi III-V yarimo'tkazgichli materiallardan foydalanadi. Ushbu materiallar to'g'ridan-to'g'ri tarmoqli oralig'iga ega bo'lib, elektronlar to'g'ridan-to'g'ri sakrash va fotonlarni (yorug'lik) chiqarishga imkon beradi. Oddiy diodlar odatda bilvosita tarmoqli bo'shliqqa ega bo'lgan kremniy yoki germaniydan foydalanadi va elektronning sakrashi asosan yorug'lik emas, balki issiqlik energiyasini chiqarish shaklida sodir bo'ladi.
Turli tuzilish:LEDlarning tuzilishi yorug'lik ishlab chiqarish va emissiyani optimallashtirish uchun mo'ljallangan. LEDlar odatda fotonlarning paydo bo'lishi va chiqarilishini rag'batlantirish uchun pn birikmasiga maxsus dopantlar va qatlam tuzilmalarini qo'shadi. Oddiy diodlar oqimning rektifikatsiya funktsiyasini optimallashtirish uchun mo'ljallangan va yorug'lik hosil bo'lishiga e'tibor bermaydi.
Energiya diapazoni:LED materiali katta tarmoqli energiyaga ega, ya'ni o'tish paytida elektronlar tomonidan chiqarilgan energiya yorug'lik shaklida paydo bo'lishi uchun etarlicha yuqori. Oddiy diodlarning moddiy tarmoqli energiyasi kichik va elektronlar o'tish paytida asosan issiqlik shaklida chiqariladi.
Luminesans mexanizmi:LEDning pn birikmasi oldinga siljish ostida bo'lsa, elektronlar n mintaqasidan p mintaqasiga o'tadi, teshiklar bilan qayta birlashadi va yorug'lik hosil qilish uchun fotonlar shaklida energiya chiqaradi. Oddiy diodlarda elektronlar va teshiklarning rekombinatsiyasi asosan radiatsiyaviy bo'lmagan rekombinatsiya shaklida bo'ladi, ya'ni energiya issiqlik shaklida chiqariladi.
Bu farqlar LEDlarning ishlayotganda yorug'lik chiqarishiga imkon beradi, oddiy diodlar esa yo'q.
Ushbu maqola Internetdan olingan va mualliflik huquqi asl muallifga tegishli
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 01-avgust