一、 半導體發(fā)光二極管工作原理、特性及應用
(8JU!lin FLqN3D=y Q （一）LED發(fā)光原理
HB/V4ki :jLL IqhB 發(fā)光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導體制成的，其核心是PN結。因此它具有一般P-N結的I-N特性，即正向?qū)�，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進入對方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復合而發(fā)光，如圖1所示。
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B )r-,M 假設發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價帶空穴直接復合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復合發(fā)光。除了這種發(fā)光復合外，還有些電子被非發(fā)光中心（這個中心介于導帶、介帶中間附近）捕獲，而后再與空穴復合，每次釋放的能量不大，不能形成可見光。發(fā)光的復合量相對于非發(fā)光復合量的比例越大，光量子效率越高。由于復合是在少子擴散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近PN結面數(shù)μm以內(nèi)產(chǎn)生。
RP&bb{Y `Z?wj@H1` 理論和實踐證明，光的峰值波長λ與發(fā)光區(qū)域的半導體材料禁帶寬
\n) ',4mY 度Ｅg有關，即
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u]J@65~'b ????λ≈1240/Eg（mm）
% t9C LwH#|8F 式中Eg的單位為電子伏特（eV）。若能產(chǎn)生可見光（波長在380nm紫光～780nm紅光），半導體材料的Eg應在3.26～1.63eV之間。比紅光波長長的光為紅外光�，F(xiàn)在已有紅外、紅、黃、綠及藍光發(fā)光二極管，但其中藍光二極管成本、價格很高，使用不普遍。
)u)=@@k21 %fq R （二）LED的特性
i6`"e[aT[o 1sQIfX#2f 1．極限參數(shù)的意義
9t"Rw ns V8?}I)#(7 （1）允許功耗Pm:允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值，LED發(fā)熱、損壞。
NI >% v SA x9cjj+ （2）最大正向直流電流IFm：允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極管。
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