Спектральные характеристики светоизлучающих диодов

     Рассмотрим  типичные структуры и параметры  излучателей, используемых в современных  оптронах.

     Структура на основе р-n перехода в арсениде галлия (так называемая мезаструктура - см. гл. 5), легированном кремнием, образует активную область с такими особенностями:

     практически полное отсутствие безызлучательной рекомбинации, т.е. высокое совершенство структуры;

     высокая эффективность инжекции;

     различие  спектральных характеристик излучения (λ_max≈940 нм) и поглощения (λ_гр≈900 нм), что резко снижает самопоглощение и позволяет получить высокие значения коэффициента вывода излучения.

     В результате у лучших образцов излучателей  этого типа η≈ 7-9%, а КПД 6-7%. У подобных им приборов с полусферической активной областью η≈ 20-30% и КПД 10- 5%. Однако большее  время жизни носителей и протяженность  активной области приводят к тому, что при протекании прямого тока накапливается избыточный заряд, рассасывание и рекомбинация которого проходят за 10^-7-10^-6 с.

     Одинарная гетероструктура а на основе тройного соединения GaAlAs обеспечивает одностороннюю инжекцию дырок в базу и эффективную люминесценцию. Это следствие того, что область безызлучательной рекомбинации (дефекты на границе подложка - база) удалена от активной области. Вывод излучения проходит с минимальным поглощением. В итоге у лучших образцов η≈ З - 4% (при t_пер≈ 40-80 нс). Диапазон рабочих токов составляет 1-20 мА. Падение напряжения в прямом направлении около 1,2 В (при I_пр=10 мА). Напряжение пробоя 6—8 В. Барьерная емкость при нулевом смещении 100 пф.

     В двойной гетероструктуре на основе того же тройного соединения GaAlAs возможно увеличение концентрации легирующей акцепторной  примеси N_a при постоянной толщине базовой области. За счет этого растет граничная частота, но одновременно увеличивается туннельная компонента прямого тока, а внешний квантовый выход η уменьшается. Существует некоторое оптимальное значение N_a, при котором достигается максимальное произведение ηf_гр, представляющее собой обобщенный показатель эффективности излучателя в оптроне. Излучатели такого типа, как отмечалось, характеризуются значениями η≈ 2-2,5% и t_пер≈ 20-30 нс. 

     Заключение

     Применение  оптических методов записи, хранения обработки информации открывает  новые возможности для построения ЭВМ. Это обусловлено, с одной  стороны, возможностью реализации новых  принципов параллельной обработки  информации (например, на основе голографических  методов), а с другой — возможностью достижения высокой плотности записи информации в оптических запоминающих устройствах.

На сегодняшний  день реализована лишь небольшая  часть перечисленных преимуществ  оптической электроники, которая, по мнению специалистов, будет в значительной мере определять технику завтрашнего  дня. Для реализации этих преимуществ  необходимо, прежде всего, понимать физические процессы взаимодействия оптического  излучения с веществом, ибо они  являются фундаментом всей квантовой  и оптической электроники. 

     Список  используемых источников

1. Быстров Ю.А. Оптоэлектронные приборы и устройства, 2001.

2.Носов  Ю.Р Оптоэлектроника, 1989.

3. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника, 2002.

4. Верещагин И.К. Введение в оптоэлектронику, 1991.

5.Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника,2002