6830720047

Diody elektroluminescencyjne mają szerokie zastosowanie jako bardzo trwałe lampki sygnalizacyjne. Działanie ich polega na przepływie prądu przez barierę potencjału na złączu półprzewodnikowym nip. Diody półprzewodnikowe robione są z arsenku galu lub fosforu. Elektrony w trakcie przejścia między poziomami wyższym E2 a niższym Ei, emitują promieniowanie, którego energia kwantów:

hv=Ei-Ei=AE (1)

Gdzie:

-    h - stała Pianka;

-    v - częstość drgań fali świetlnej;

Widmo świecenia tworzy, w praktyce, zamiast pojedynczej linii poszerzone pasmo. Jest to wynik zróżnicowania przejść energetycznych elektronów w obszarze bariery potencjałów, której kształt nie jest dokładnie prostokątny. Otrzymujemy przez to pasma energetyczne. Widmo świecenia diody żółtej znajduje się w obszarze długości fal od ok. 550 do 650nm. Diody zielonej to ok. 530 do 590nm , a czerwona od ok. 620 do 710nm. Nie są to wartości absolutne.

Mechanizm świecenia diod elektroluminescencyjnych jest dość skomplikowany. Różnica energii E2-E1 równa jest szerokości przerwy wzbronionej półprzewodnika, oznaczonej jako AE. Zakładając dokładniejszą analizę należy także uwzględnić istnienie pasm energetycznych utworzonych przez atomy domieszek.

Szerokość przerwy energetycznej półprzewodnika AE można wyznaczyć w sposób przybliżony na podstawie charakterystyki prądowo napięciowej złącza. Przykładową charakterystykę pokazano na rysunku. Z dość dobrym przybliżeniem można przyjąć ze szerokość przerwy energetycznej (delta) E jest równa :

AE =e U_B

gdzie e jest ładunkiem elektronu, a Ub jest punktem przecięcia odcinka przedłużającego prostoliniowy odcinek charakterystyki, z osią odciętych (napięć)

Wartość energii fotonów hv można wyznaczyć na podstawie pomiarów charakterystyk widmowych świecenia emitowanego przez diodę . Do tego celu można wykorzystać spektrometr pryzmatyczny , który mierzy natężenie świecenia emitowanego przez badane źródło dla poszczególnych , wybranych wartości energii.

Ponieważ diody elektroluminescencyjne wysyłają stosunkowo wąskie pasmo świecenia , np. w porównaniu z żarówka , choć szersze od widma liniowego, emitowanego i przez wzbudzone atomy gazów , to jeśli znamy szerokość przerwy energetycznej (delta )E oraz częstość fali świetlnej , emitowane przez