功率0.2W,JH3014侧发光灯珠
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此式称为玻尔条件。式中h=6.626×10-34J·s。当发光二极管工作时,在正偏下,通常半导体的空导带被通过结向其中注入的电子所占据,这些电子与价带上的空穴复合,放射出光子,这就产生了光。发射的光子能量近似为特定半导体的导带与价带之间的带隙能量。这种自然发射过程叫作自发辐射复合(图1)。显然,辐射跃迁是复合发光的基础。注入电子的复合也可能是不发光的,即非辐射复合。在非辐射复合的情况下,导带电子失去的能量可以变成多个声子,使晶体发热,这种过程称为多声子跃迁;也可以和价带空穴复合,把能量交给导带中的另一个电子,使其处于高能态,再通过热平衡过程把多余的能量交给晶格,这种过程称为俄歇复合。随着电子浓度的提高,这种过程将变得更加重要。带间跃迁时,辐射复合和非辐射复合的两种过程相互竞争。有的发光材料表现为辐射复合占优势。
LED的结构依应用和材料掺杂情况而异。用于可见光指示和显示方面的LED,要求结构佳化以获得率;用于光通信方面的LED,需要有高辐射度以把大功率耦合入纤维,还希望有较大的调制能力。用作指示灯和显示器的LED的基本结构见图2。
①提高内量子效率,要求尽量减少晶体缺陷和有害杂质;②提高外量子效率,结构要便于光收集、提取和发射;③可以用携载信息的输出电流直接对光输出进行高速率的调制;④结构要有利于散热,减少因结温上升引起光功率下降;⑤要有高的辐射度,因此应用直接带隙半导体和能够在高电流密度下驱动的结构。