Разновидности источников

В прошлом к источникам искусственного света для бытового освещения и промышленного оборудо­вания относили электрические лампы накаливания, люмине­сцентные лампы, газоразрядные источники света, наполненные парами, и неоновые лампы.

Излучение этих источников лежит в широком диапазоне длин волн спектра, значительная часть которого выходит за пределы видимой области. Достижения полупроводниковой электроники за последнее десятилетие по­зволяют включить в этот перечень новые источники света – светодиоды (СД). Отличительной особенностью этих полупро­водниковых приборов является то, что создаваемое ими излу­чение лежит в весьма узком спектральном диапазоне [30] (в соответствии с рис. 3.1). В таблице 4.1 приведены используемые в оптоэлектронике единицы измерения длин волн l. Наиболее распро­страненной среди них является нанометр.

Рис. 3.1. Нормализованные спектры некоторых источников излучения: 1 – зеленый СИД, 2 – желтый СИД, 3 – красный СИД, 4 – инфракрасный СИД, 5 – лампа накаливания с вольфрамовой нитью, температура 2500 К, 6 – лампа накаливания с вольфрамовой нитью, температура 3400 К, 7 – неоновая лампа

Согласно теории проводимости твер­дого тела, при прохождении тока через p-n-переход в резуль­тате рекомбинации дырок или электронов с носителями заряда противоположного знака всегда выделяется световая (фотоны) или тепловая (фононы) энергия.

Таблица 3.1 – Единицы измерения длин волн

Одним из положений кванто­вой теории является то, что в твердых кристаллах электроны могут иметь только определенную энергию; запрещенная энер­гетическая зона представляет собой промежуток между верхом валентной зоны и дном зоны проводимости. Эта зона характе­ризует полупроводник, а ее ширина, выраженная в электрон-вольтах (эВ), определяет длину волны испускаемого излуче­ния. Проведенный изготовителями анализ различных полупро­водниковых материалов с точки зрения их пригодности для из­готовления светодиодов по таким параметрам, как длина вол­ны, эффективность преобразования энергии и легкость легиро­вания, позволил остановить выбор на арсениде галлия (GaAs), фосфиде галлия (GaP) и соединении (GaAsP).