home

Квантовая и полупроводниковая электроника: курс лекций

?
72

2. СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЕ ПРИБОРЫ
2.1. Светоизлучающие диоды
Светоизлучающими диодами (светодиодами) называются
полупроводниковые приборы с p–n-переходом, предназначенные для преобразования электрической энергии в энергию некогерентного оптического излучения. В основе принципа их действия лежит рекомбинационное излучение – излучение квантов
света (фотонов) при рекомбинации пар электрон – дырка. Для
интенсивной рекомбинации необходимо одновременно иметь
высокую плотность электронов в зоне проводимости и высокую
плотность свободных уровней (дырок) в валентной зоне. Такие
условия создаются при высоком уровне инжекции электронов в
дырочный полупроводник.
Зонная диаграмма прямосмещённого p–n-перехода с эмиттером электронов представлена на рис.2.1. При прямом смещении p–n-перехода внешнее поле вн (возникшее за счёт падения
части напряжения источника питания U на p–n-переходе) частично компенсирует контактное к. Энергия электронов в об+
ласти эмиттера n -типа увеличивается, уровень Ферми WF поднимается, высота потенциального барьера Ψ = q(φ0U) уменьбаза
p-типа

p–n-переход

эмиттер
+
n -типа

np
Wc
hν
WF

Ψ=q(φ0U)

Ln
hν
Lp

Wv

W

pn

–
U
+

dпр
Рис.2.1. Зонная диаграмма прямосмещённого p–n-перехода