Светодиоды являются некогерентными источниками излучения. Светодиоды изготавливаются на основе арсенидов и фосфитов галлия, индия и алюминия с проводимостями n и р – типа.
Основу светодиодов составляет p-n переход из материалов, имеющих широкую запрещенную зону. При протекании тока через переход в прямом направлении происходит рекомбинация основных и не основных носителей заряда с выделением энергии. В германиевых и кремниевых диодах эта энергия идет на нагрев материала диода, при широкой запрещенной зоне излучение более интенсивно и часть энергии выделяется в виде излучение. Для получения заданного спектра, в том числе и видимого, в полупроводник добавляют люминофор на основе фосфора или его солей. Наибольшее распространение получили светодиоды с инфракрасным, красным, зеленым и желтым спектром излучения. Схема включения светодиода показана на рис. 1.34 Отличие светодиодов от выпрямительных диодов заключается в большем падении напряжения 2.5-4 В в прямом направлении и низком допустимом обратном напряжении.
|
|
Рис. 1.34 Схема включения светодиода
Светодиоды характеризуются рядом зависимостей:
Вольтамперной характеристикой U = f(I), рис. 1.35, а;
Зависимостью мощности излучения от прямого тока , рис. 1.35, б;
Спектральной характеристикой , рис. 1.35, в.
а) б) в)
Рис. 1.35 Основные зависимости для светодиодов
Для обеспечения направленного свечения используют отражатели и линзы, встроенные в прибор. КПД современных светодиодов достигает 50%, что позволяет использовать их в осветительных приборах.