led原理_ppt [兼容模式]

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1、發(fā)光二極管PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com2.1引言1、定義：發(fā)光二極管（LED）是一種固態(tài)發(fā)光，是利用半導(dǎo)體或類似結(jié)構(gòu)把電能轉(zhuǎn)換成光能的元件，屬于低場(chǎng)下的注入式電致發(fā)光。2、特點(diǎn)：B高，室溫下，全色LED大屏幕，5000－10000cd/m2工作電壓低，1－5V，可與Si邏輯電路匹配響應(yīng)速度快，10－7－10－9s彩色豐富，已研制出紅綠藍(lán)和黃橙的LED尺寸小，壽命長(zhǎng)（十萬小時(shí)）視角寬，96年，達(dá)80度；97年，達(dá)140度PDFcreatedwith

2、pdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com3、缺點(diǎn)：電流較大，對(duì)七段式LED數(shù)碼管，10mA/段功耗大，裝配大型矩陣屏?xí)r散熱問題突出4、簡(jiǎn)史1923年，由Losev在產(chǎn)生p-n結(jié)的SiC中發(fā)現(xiàn)注入式電致發(fā)光60年代末，LED得到迅速發(fā)展1964年，Gvimmeiss和Scholz以GaP間接帶材料隙得到橙、黃、綠的LED80年代，藍(lán)光的LED研制出來，用寬帶隙n型或半絕緣的GaN、ZnS或ZnSe上形成肖特基勢(shì)壘形成PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialvers

3、ionwww.pdffactory.comCurrentLEDTechnologyAxialIntensity100GaInNAlInGaPAlInGaPGaAIAs(DH)GaInNGaInN10AlInGaPGaP:N1GaAsPGaAsPGaAsPGaP:NSiC0.1400450500550600650700WavelengthinnmPDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com2.2LED的發(fā)光機(jī)理PN結(jié)斷面示意圖PDFcreatedwithpdfFa

4、ctoryProtrialversionwww.pdffactory.comPDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.comWhathappenswhenp-type&n-typesemiconductorsareconnected?Holesande’smigrateacrossp/njunction.holes~104V/cmelectricfieldatjunctionlimitssizeofdepletionregionPDFcreatedwithpdfFa

5、ctoryProtrialversionwww.pdffactory.com2.2.1LED的物理基礎(chǔ)復(fù)合理論一.載流子的激發(fā)?半導(dǎo)體中的發(fā)光是原子能態(tài)之間輻射躍遷的結(jié)果。輻射復(fù)合速率是由高能態(tài)的電子密度、空著的低能態(tài)密度以及這兩種能態(tài)之間的躍遷幾率三者乘積決定的。因?yàn)榘雽?dǎo)體中相鄰原子的間隔?。ā??），它們的軌道電子的波函數(shù)相互作用，因此形成允許的能帶而不足形成分離的能級(jí)（如在孤立的原子中），發(fā)光產(chǎn)生與帶間的躍遷，因此不是單色的，而是擴(kuò)展遍及一般為幾百?寬的波長(zhǎng)間距PDFcreatedwithpdfFactoryProtrial

6、versionwww.pdffactory.com半導(dǎo)體中發(fā)光是產(chǎn)生濃度超過熱平衡值的電子和空穴的復(fù)合激發(fā)載流子的方式有四種：（1）光致發(fā)光：是由能量大于半導(dǎo)體能帶間隙的入射光吸收產(chǎn)生少數(shù)載流子的過程。它在研究半導(dǎo)體材料時(shí)常用（2）陰極的射線發(fā)光：剩余載流子的產(chǎn)生是由高能電子電離的電子空穴隊(duì)而來的。每一個(gè)入射的電子產(chǎn)生的電子空穴對(duì)數(shù)目是非常大的（對(duì)于一個(gè)10kev的電子，其典型數(shù)為103）PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com（3）放射線發(fā)光：由各種高能粒

7、子轟擊發(fā)光物體產(chǎn)生電子空穴對(duì)而引起發(fā)光（4）電致發(fā)光：它是由于外加電場(chǎng)而產(chǎn)生少數(shù)載流子的過程利用這種現(xiàn)象制成的器件有LED、LD、EL等二、復(fù)合過程電子空穴對(duì)一旦由上面提到的某種激發(fā)過程產(chǎn)生，電子將回到它的較低能量的平衡態(tài)并與空穴復(fù)合。這種復(fù)合能夠通過兩種途徑發(fā)生：輻射復(fù)合，非輻射復(fù)合PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com1.輻射復(fù)合輻射復(fù)合可直接由帶間電子和空穴復(fù)合產(chǎn)生，也可通過由晶體自身的缺陷摻入的雜質(zhì)和雜質(zhì)的聚合物所形成的中間能級(jí)來產(chǎn)生；這些缺陷或雜

8、質(zhì)就叫做發(fā)光中心。按電子躍遷的方式可把輻射分成兩種帶間復(fù)合帶間復(fù)合是指導(dǎo)帶中的電子直接與價(jià)帶中空穴復(fù)合，產(chǎn)生的光子能量易接近等于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffac