Главная / Новости /

Технологии изготовления, достоинства и недостатки твердотельных источников белого света - светодиодов

В переводе с английского светодиод называется light emitting diode — диод, испускающий видимый свет, или LED. Светодиод состоит из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы.

Светоизлучающий диод представляет собой электронное устройство, которое излучает свет, когда через него пропускают электрический ток. Диод состоит из кристалла (нередко называемого чипом), который изготовлен из полупроводникового материала с вкраплениями примесей, необходимых для создания p-n-перехода (или электронно-дырочного перехода).

Чтобы p-n-переход излучал свет, должны выполняться следующие два условия. Во-первых, ширина запрещённой зоны в активной области светодиода должна быть близка к энергии квантов света видимого диапазона, а во-вторых, вероятность излучения при рекомбинации электронно-дырочных пар должна быть высокой. Для этого полупроводниковый кристалл должен содержать мало дефектов, из-за которых рекомбинация происходит без излучения. Эти условия в той или иной степени противоречат друг другу. Реально, чтобы их соблюсти, одного p-n-перехода в кристалле недостаточно. Приходится изготавливать многослойные полупроводниковые структуры. Их называют гетероструктуры (именно за изучение гетероструктур академик Алфёров получил Нобелевскую премию). Это послужило новым этапом в развитии технологий изготовления светодиодов.

В диоде ток проходит от стороны p (анода) к стороне n (катоду), но не в обратную сторону. Носители заряда (электроны и дырки) поступают в p-n-переход от электродов с разным напряжением. При столкновении электронов с дырками происходит высвобождение энергии в форме фотонов (частиц света). Цвет свечения (или длина волны излучаемого света) светодиода определяется материалами, из которых изготовлен светодиод. Монохроматические диоды выпускаются в различных цветах, включая красный, синий, янтарно-желтый, зеленый и ультрафиолетовый, со светоотдачей от 10 до 200 люменов. Чтобы получить LED-устройства, излучающие белый свет, прибегают к одной из трех распространенных в настоящее время технологий, описанных ниже.

Вся статья доступна при переходе по ссылке

X