|
1 tashqariga [mk] \u003d 1.23 / E f [eB] (2.4)
Shuni ta'kidlash kerakki, raqobatbardosh bo'lmagan - rekombinatsiya mexanizmlari mavjud. Ulardan eng muhimlari orasida:
Chuqur markazlarda rekombinatsiya. Elektron valent diapazoniga to'g'ridan-to'g'ri emas, balki tarmoqli bo'shliqda ruxsat etilgan energiya sathini tashkil etadigan ma'lum rekombinatsiya markazlari orqali o'tishi mumkin (2-rasmdagi E t darajasi).
2. Avger rekombinatsiyasi (yoki perkussiya). Yarimo'tkazgichdagi erkin zaryad tashuvchilarning juda yuqori kontsentratsiyasida uchta jismning to'qnashuvi ehtimolligi oshadi va rekombinatsiya qilingan elektron-teshik juftligining energiyasi kinetik energiya ko'rinishidagi uchinchi erkin tashuvchiga asta-sekin panjara bilan to'qnashganda tarqaladi.
Shakl 3. Elektr (a) va optik (b) LED modellari. A - kristalning optik "shaffof" qismi; B - kristalning faol qismi; C - kristalning "noaniq" qismi; D - ohmik aloqalar; E - kosmik zaryadlangan mintaqa.
Har xil rekombinatsiya mexanizmlarining nisbiy o'rni h radiatsiyaning ichki kvant rentabelligi kontseptsiyasini kiritish bilan tavsiflanadi, bu radiatsiyaviy rekombinatsiya ehtimolligi rekombinatsiyaning umumiy (radiatsion va nadiadi bo'lmagan) ehtimolligi nisbati bilan belgilanadi (yoki aks holda hosil bo'lgan kvant sonining bir vaqtning o'zida kiritilgan ozchilik tashuvchilar soniga nisbati). H int ning qiymati - bu LEDda ishlatiladigan materialning eng muhim xarakteristikasi; aniq, 0 h int 100%.
LED kristalining faol (chiqadigan) mintaqasida bo'sh tashuvchilarning ortiqcha kontsentratsiyasi ularni oldinga yo'nalishda yo'naltirilgan pn birikmasi bilan kiritish orqali yaratiladi.
Diyotning faol mintaqasida radiatsion rekombinatsiyani qo'llab-quvvatlaydigan "foydali" komponent - bu pn birikmasi tomonidan yuborilgan I n elektronlari oqimi (3arasm). "Yaroqsiz" to'g'ridan-to'g'ri oqim tarkibiy qismlari quyidagilarni o'z ichiga oladi.
1. N-mintaqaga teshiklarni kiritish natijasida kelib chiqqan va bir tomonlama in'ektsiya bilan p - n birikmalar mavjud emasligini aks ettiradigan I p teshik komponenti, ushbu oqimning ulushi p-mintaqaga nisbatan doplangan n-mintaqa qanchalik kichik bo'lsa.
2. I daryolarining p - n kesishmasidagi kosmik zaryadlash mintaqasida rekombinatsiya oqimi (radiatsion). Kichik oldinga egilishda katta tarmoqli bo'shliqqa ega bo'lgan yarimo'tkazgichlarda ushbu oqimning ulushi sezilarli bo'lishi mumkin.
3. Zaryad tashuvchilarning potentsial to'siq orqali "oqishi" tufayli I tunnel oqimi. Oqim asosiy tashuvchilar tomonidan uzatiladi va radiatsion rekombinatsiyaga hissa qo'shmaydi. Tyuning oqimi p - n birikmasidan qanchalik tor bo'lsa, u asosiy mintaqaning kuchli doping darajasi va oldinga katta egilishlar bilan seziladi.
4. Yarimo'tkazgich yuzasi xususiyatlarining hajmning xususiyatlaridan farqi va ma'lum qisqarish inkluzyonlarining mavjudligi sababli I p sirtining oqishi.
P - n birikmaning samaradorligi in'ektsiya koeffitsienti bilan tavsiflanadi:
Shubhasiz, g ning mumkin bo'lgan o'zgarishi h h, ya'ni 0 g 100% bilan bir xil.
Radiatsiya generator mintaqasidan chiqarilganda quyidagi energiya yo'qotish turlari ro'y beradi (3b-rasm):
1. O'z-o'zidan so'rilishdagi yo'qotishlar (nurlar 1). Agar hosil bo'lgan kvantning to'lqin uzunligi (2.4) formulasiga to'g'ri kelsa, u so'rilishning "qizil chegarasi" ga to'g'ri keladi (pastga qarang) va bunday nurlanish yarimo'tkazgichning katta qismida tez o'z-o'zidan so'riladi (o'z-o'zini yutish). Aslida, to'g'ridan-to'g'ri bo'shliqli yarimo'tkazgichlarda radiatsiya yuqorida keltirilgan ideal sxemaga amal qilmaydi. Shunday qilib, hosil bo'lgan kvantning to'lqin uzunligi (2.4) ga qaraganda biroz uzunroq:
2. Umumiy ichki aks ettirishdagi yo'qotishlar (nurlar 2). Ma'lumki, yorug'lik nurlari optik jihatdan zich muhit (yarimo'tkazgich) va optik jihatdan zichroq (havo) o'rtasidagi interfeysga tushganda, bu nurlarning ba'zilari uchun ichki ichki aks ettirish sharti qondirilsa, kristall ichidagi bunday nurlar oxir-oqibat o'z-o'zini yutish natijasida yo'qoladi.
3. Orqa va oxiri nurlanishdagi yo'qotishlar (nur 3 va 4).
Miqdoriy ravishda, kristaldan optik energiya chiqarishning samaradorligi kerakli yo'nalishda paydo bo'ladigan radiatsiya kuchining kristal ichida hosil bo'lgan nurlanish quvvatiga nisbati bilan belgilanadigan K optik koeffitsienti bilan tavsiflanadi. H int va g koeffitsientlari uchun 0 K opt 100% sharti doimo bajariladi.
g LEDning emissiyalanishining ajralmas ko'rsatkichi h ekstensiv kvant rentabellik kattaligidir. Yuqorida aytilganlardan ayonki, h ext \u003d h int g K opt.
Keling, qabul qiluvchiga o'taylik. Optokupllarda ishlatiladigan fotodetektorlarning ishlash printsipi elektromagnit (optik) nurlanish ta'siri ostida tanadagi atomlardan elektronlarni ajratib olishdan iborat bo'lgan ichki fotoelektrik effektga asoslanadi.
Kristallga singib ketadigan yorug'lik kvantlari elektronlarning atomlardan ajralishiga, ham yarim o'tkazgichning o'zi, ham nopoklikka olib kelishi mumkin. Shunga ko'ra, ichki (nopoklik) va nopoklikning yutilishi (fotoelektrik effekt) haqida gap boradi. Nopoklik atomlarining kontsentratsiyasi past bo'lganligi sababli, ichki singdirishga asoslangan fotoelektrik effektlar har doim nopoklikka asoslanganlarga qaraganda muhimroqdir. Optokupllarda ishlatiladigan barcha fotodetektorlar misli ko'rilmagan fotoelektr effektida "ishlaydi". Kvant nurlari elektronning atomdan ajralishiga olib kelishi uchun aniq energiya aloqalarini amalga oshirish kerak:
Do'stlaringiz bilan baham: | 
