6.2.1.1 Параметры светодиодов

1. Яркость излучения.

Светодиод – прибор с токовым управлением.

Яркостная характеристика – зависимость яркости свечения от прямого тока.

В общем случае эта характеристика имеет нелинейный характер.

Если начальный участок для светодиода небольшой, то до средних токов характеристика считается линейной.

2.Спектральная характеристика светодиодов.

Зависимость:

Длина излучаемой волны зависит от энергии, выделяемой в результате рекомбинации.

У ArGa максимальная длина волны – 560 нм (жёлтое излучение).

Одной из основных проблем светодиодов является создание их в синей области излучения.

/Большая зона перехода – 3,5 эВ./

Граница спектра излучения для светодиода определяется по уровню “0,5”.

3. Инерционность светодиодов.

Характеризует постоянную времени загорания и затухания при импульсном возбуждении светодиода.

Инерционность зависит от перезарядки барьерной ёмкости.

; //.

Время затухания составляет доли микросекунд.

ВАХ светодиода: I

В светодиодах достаточно большую величину имеет ток рекомбинации носителей заряда.

Светодиоды можно применять в цепях стабилизации напряжения.

Светодиодные стабилитроны обладают лучшими характеристиками, чем светодиодные стабисторы.

Светодиодные стабилитроны могут работать при малых токах.

6.2.1.2 Кпд или эффективность светодиодов

Для обычных светодиодов КПД составляет несколько процентов. КПД светодиодов либо сравним, либо меньше, чем у лампы накаливания. Основное снижение КПД объясняется внутренними отражениями.

Сейчас существует класс суперярких светодиодов, в которых удаётся получить достаточно высокий КПД, около 50 %.

Важной характеристикой светодиодов является диаграмма направленности, которая показывает распределение энергии в пространстве.

1 − для индикации;

2 – для сигнализации, автоматики.

6.2.2 Полупроводниковые лазеры

Полупроводниковые лазеры – излучающие полупроводниковые приборы, предназначенные для преобразования непосредственно электрической энергии в когерентное излучение (или же некогерентное излучение преобразуется в когерентное).

1. Инжекционные лазеры.

В этих лазерах избыточная концентрация носителей заряда и лазерное излучение обеспечиваются так же, как в обычных светодиодах.

2. полупроводниковые лазеры с накачкой.

Когерентное излучение получается за счёт облучения полупроводникового кристалла внешним источником света.

В полупроводниковых лазерах для обеспечения когерентного излучения необходимо обеспечить преобладание излучательной рекомбинации над поглощением света. Это возможно только в том случае, если практически все атомы внутри полупроводника находятся в возбуждённом состоянии. Необходима для когерентного излучения населённость верхних уровней больше, чем в нижних уровнях – это состояние с инверсной населённостью. Поглощение квантов света будет маловероятным, т. к. у потолка валентной зоны практически не будет электронов, которым может быть передана энергия квантов света.