LEDのデバイスと動作原理。スキーム、説明

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LED。 LED の設計と動作原理。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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LED （LED - 発光ダイオードと略され、英語版では LED - 発光デュオッド）は、（電流が流れると）光（可視、UV、IR) 放射線。

pn 接合は半導体エレクトロニクスの「構成要素」であり、互いに接続された異なるタイプの導電性を持つ XNUMX つの半導体を表します (XNUMX つは電子が過剰な「n 型」、もう XNUMX つは正孔が過剰である) ことを思い出してください。 -「p型」)。「順バイアス」が pn 接合に印加されると、つまり電流源が p 部分にプラスに接続されると、電流がそこを流れます。

私たちは、電流が直接バイアスされた pn 接合を通って流れた後に何が起こるかに興味があります。 組換えの瞬間 負の電荷を持った電子が半導体の結晶格子の正に帯電したイオンの中に「避難所を見つける」ときの、電荷キャリア、つまり電子と正孔の結合。このような再結合は放射性である可能性があり、電子と正孔が出会う瞬間に、光量子の放出の形でエネルギーが放出されることが判明しました。光子.

しかし すべてのpn接合が発光するわけではない。なぜ？まず、LED の活性領域のバンドギャップは可視光量子のエネルギーに近い必要があります。第二に、電子と正孔のペアの再結合中の放射の確率は高くなければなりません。これを行うには、半導体結晶に欠陥がほとんど含まれていない必要があります。そのため、放射線を照射しなくても再結合が起こります。これらの条件は多かれ少なかれ互いに矛盾します。

しかし、両方の条件を満たすには、結晶内に XNUMX つの pn 接合だけでは十分ではありません。いわゆる多層半導体構造を製造する必要があります。 ヘテロ構造。これらの構造の研究により、ロシアの物理学者ゾレス Zh. I. アルフェロフ (学者、A. F. イオッフェ物理技術研究所所長、レーニン賞受賞者) は、ガリウムの研究でアメリカ物理学会から金メダルを受賞しました。ヘテロ構造ベース_1-XAl_x70年代のように。

2000 年、これらの研究が科学技術の発展にとってどれほど重要な意味を持ち、その実用化が人類にとってどれほど重要であるかが明らかになり、彼はノーベル賞を受賞しました。

著者: Koryakin-Chernyak S.L.

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