Электронные средства обработки и отображения информации. Солдатов А.И. - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

21
аv
II ∼
. (2.5)
Рассмотрим теперь факторы, определяющие спектральный состав
излучения р-n-перехода. Как известно, длина волны λ рекомбинационного
излучения связана с шириной запрещенной зоны ε
з
формулой:
λ
=
з
ch
ε
, (2.6)
где с – скорость света; λ – длина волны, нм; ε
з
– ширина запрещенной зоны,
эВ.
Длинноволновый порог чувствительности глаза соответствует
λ = 700 нм, поэтому минимальная ширина запрещенной зоны в полупро-
водниковых индикаторах, согласно выражению (2.6), приблизительно
должна равняться 1,7 эВ. Такие материалы IV группы таблицы Менделее-
ва, как германий или кремний, имеют малую ширину запрещенной зоны ε
з
(германий – 0,7 эВ и кремний – 1,1 эВ). Материалы не могут применяться
для создания индикаторов т. к. соответствующая длина волны рекомбина-
ционного излучения лежит в инфракрасной области спектра. Широко при-
меняется твердый раствор тройного соединения III–V групп периодиче-
ской системы GaAs
1-х
Р
x
. Изменяя значения х, можно регулировать ε
з
и по-
лучать материалы с различным цветом свечения.
Практически можно использовать прямозонный полупроводник с
х = 0,4, ε
з
= 1,8 эВ и длиной волны λ = 687 нм, приходящейся на красную
часть спектра. Для непрямозонных соединений GaAs
1-х
Р
x
возможно увели-
чение х до 1 с одновременным сдвигом К в сторону зеленой части спектра.
При x = 1 GaAs
1-х
Р
x
превращается в фосфид галлия GаР. При легировании
N в нем возникает зеленая люминесценция, при легировании Zn и О –
красная.
Важнейшей характеристикой полупроводниковых индикаторов явля-
ется внешний квантовый выход (световая эффективность):
η
св
= η'
св
γ
и
χ
, (2.7)
где γ
и
– коэффициент инжекции диода; η'
св
– эффективность генерации све-
та;
χ
– оптический коэффициент, учитывающий долю выводимого света.
Зависимость силы света (малые размеры излучателей затрудняют из-
мерения, поэтому полупроводниковые индикаторы характеризуются силой
света, а не яркостью; соответствующие характеристики называются кан-
дел-амперными) от тока для диодов GaP и GaAs
1-х
Р
x
показана на рис. 2.4.
Почти всем типам приборов присуща сверхлинейная зависимость. И толь-
ко легированные ZnO, светодиоды из GaP с красным цветом свечения, ха-
рактеризуются сублинейной зависимостью.

Страницы