Элементы и устройства оптоэлектроники. Самохвалов М.К. - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

15
Ф = S*K
0
*P
n
*D
n
*n
p
/ L
n
*exp (eV/kT) = S*K
0
*P
n
*J/e.
(Единица после экспоненты опущена, т.к. eV>>kT).
Для излучения, близкого к монохроматическому, мощность излучения нахо-
дится умножением потока на энергию генерируемых квантов.
Поток излучения инжекционного СИД сильно зависит от напряжения, тем
резче, чем ниже температура. Отсюда следует необходимость стабильности ра-
бочего напряжения. Так как поток излучения линейно зависит от тока (Ф ~ J),
целесообразно СИД питать от источника, работающего в режиме генератора
тока. При больших токах возрастает падение напряжения на последовательно
включенных участках, поэтому реальная зависимость потока излучения от на-
пряжения становится менее резкой, отставая от экспоненты. Предполагается,
что квантовый выход Р
п
– постоянная величина. На практике постоянство на-
блюдается в узком интервале изменения значений тока, поэтому для данного
СИД (заданной площади) существует оптимальный (с точки зрения эффектив-
ности) режим работы.
Если рекомбинация носителей происходит в основном в области пространст-
венного заряда (ОПЗ) р-n перехода выражение для потока излучения усложня-
ется. При увеличении напряжения относительный вклад излучательной реком-
бинации в ОПЗ уменьшается. При этом может измениться и спектральный со-
став излучения (обычно увеличивается доля коротковолнового излучения).
Инжекционные излучающие диоды на основе гетероструктур создаются по-
следовательным эпитаксиальным наращиванием 2-х и более слоев полупровод-
ников с разной шириной запрещенной зоны. Необходимыми требованиям при
этом являются близость кристаллической структуры, постоянных решетки,
температурных коэффициентов линейного расширения и т.п. Соединения А
3
В
5
удовлетворяют большинству требований, поэтому на их основе изготавливают-
ся излучающие гетероструктуры. Соотношение между токами инжекции элек-
тронов и дырок определяется различием в ширине запрещенной зоны полупро-
водников в гетероструктуре: J
n
/J
p
~ exp (E
g1
- E
g2
)/kT.
В гетеропереходах инжекция носителей происходит практически всегда в уз-
козонный полупроводник, где и происходит излучательная рекомбинация.
В гетероструктурах может происходить явление суперинжекции, когда при
прохождении прямого тока через р-n переход концентрации неосновных носи-
телей заряда превышает концентрацию основных носителей в данной области,
что позволяет получить потоки излучения высокой интенсивности.
К иным типам инжекционных излучающих диодов относятся поверхностно-
барьерные структуры на основе контактов металл-полупроводник. В них излу-
чение может генерироваться при прямом смещении выпрямляющего контакта и
инжекции неосновных носителей заряда в полупроводник с последующей из-
лучательной рекомбинацией (эффект Лосева).

Страницы