 |
|
Разновидности источников
В прошлом к источникам искусственного света для бытового освещения и промышленного оборудования относили электрические лампы накаливания, люминесцентные лампы, газоразрядные источники света, наполненные парами, и неоновые лампы.
Излучение этих источников лежит в широком диапазоне длин волн спектра, значительная часть которого выходит за пределы видимой области. Достижения полупроводниковой электроники за последнее десятилетие позволяют включить в этот перечень новые источники света – светодиоды (СД). Отличительной особенностью этих полупроводниковых приборов является то, что создаваемое ими излучение лежит в весьма узком спектральном диапазоне [30] (в соответствии с рисунком 4.1). В таблице 4.1 приведены используемые в оптоэлектронике единицы измерения длин волн l. Наиболее распространенной среди них является нанометр.
Рисунок 4.1 – Нормализованные спектры некоторых источников излучения: 1 – зеленый СД, 2 – желтый СД, 3 – красный СД, 4 – инфракрасный СД, 5 – лампа накаливания с вольфрамовой нитью, температура 2500 К, 6 – лампа накаливания с вольфрамовой нитью, температура 3400 К, 7 – неоновая лампа
Согласно теории проводимости твердого тела, при прохождении тока через p-n-переход в результате рекомбинации дырок или электронов с носителями заряда противоположного знака всегда выделяется световая (фотоны) или тепловая (фотоны) энергия.
Таблица 4.1 – Единицы измерения длин волн
| Наименование | Обозначение | Значение, м | Эквивалент |
| Микрон Нанометр Ангстрем | мкм нм А | 1 × 10-6 1 × 10-9 1 × 10-10 | 1 мкм = 1000 нм 1 мкм = 10000 А 1 нм = 10 А 1 А = 0,1 нм |
Одним из положений квантовой теории является то, что в твердых кристаллах электроны могут иметь только определенную энергию; запрещенная энергетическая зона представляет собой промежуток между верхом валентной зоны и дном зоны проводимости. Эта зона характеризует полупроводник, а ее ширина, выраженная в электрон-вольтах (эВ), определяет длину волны испускаемого излучения. Проведенный изготовителями анализ различных полупроводниковых материалов с точки зрения их пригодности для изготовления светодиодов по таким параметрам, как длина волны, эффективность преобразования энергии и легкость легирования, позволил остановить выбор на арсениде галлия (GaAs), фосфиде галлия (GaP) и соединении (GaAsP).