Оптическая и квантовая электроника. Светцов В.И. - 59 стр.

инфракрасную и ультрафиолетовую области спектра. Рассмотрим основные
типы излучающих твердотельных приборов.

                               2.2.1. Светодиоды
      Светодиод является полупроводниковым излучающим прибором с одним
или несколькими n-р переходами, преобразующий электрическую энергию в
энергию некогерентного светового излучения. Излучение возникает в
результате рекомбинации инжектированных носителей в одной из областей,
прилегающих к n-р переходу. Рекомбинация происходит при переходе
носителей с верхних уровней на нижние. Последние могут быть прямыми (без
изменения импульса) и непрямыми (с изменением импульса). Межзонные и
энергетические переходы из зоны проводимости в заполненную зону дают
эффективное излучение, если переходы прямые. При непрямых переходах из-
лучательная рекомбинация может эффективно осуществляться через
примесные центры в два этапа: сначала локализация носителя на примесном
центре, а затем его рекомбинация со свободным носителем другого знака.
      Длина волны излучаемого света зависит от ширины запрещенной полосы
полупроводника, поэтому для получения излучения в видимой области
используются широкозонные полупроводники. К ним относятся арсенид
галлия,     фосфид      галлия,     карбид    кремния, многокомпонентные
полупроводниковые соединения, например GaAlAs и другие.
      Основным параметром светодиодов является внутренняя квантовая
эффективность (отношение числа фотонов к количеству инжектированных в
базу носителей) и внешняя эффективность (отношение потока фотонов из
светодиода к потоку носителей заряда в нем). Внешняя эффективность в
значительной мере определяется технологией и с ростом ее уровня может быть
значительно увеличена.
      Мощность оптического излучения светодиода может быть найдена из
уравнения:
      Р = hνηeηsI/e                                                (2.1)
      где Р - излучаемая мощность, I/e - поток инжектированных носителей
через переход, ηe - КПД вывода излучения, ηs - КПД светового излучения.
Произведение ηeηs представляет собой внешнюю квантовую эффективность.
Для светодиодов с поверхностными излучателями она составляет около 3%, а
для приборов с торцевыми излучателями 0,5 - 1%.


                                   62