Светодиод. Устройство и принцип работы.

Принцип действия светодиода

Определение.
Светодиод (сокращенно СИД — светоизлучающип диод, в английском варианте LED— lightemittingduods) — это полу­проводниковый прибор с электронно-дырочным р-п переходом или контактом металл-полупроводник, генерирующий (при прохождении через него электрического тока) оптическое (видимое, УФ, ИК) излучение.
Напомню, что р-п-переход — это «кирпичик» полупроводниковой элек­тронной техники, представляющий соединенные вместе два куска полупроводника с разными типами проводимости (один с избытком электронов — «n-тип», второй с избытком дырок — «р-тип»). Если к р-n переходу приложить «прямое смещение», т. е. подсоединить источник электрического тока плюсом к р-части, то через него потечет ток.
Нас интересует, что происходит после того, как через прямо смещен­ный р-n переход пошел ток, а именно момент рекомбинации (соединение) носителей электрического заряда— электронов и дырок, когда имеющие отрицательный заряд электроны «находят пристанище» в положительно заряженных ионах кристаллической решетки полупроводника. Оказывается, что такая рекомбинация может быть излучательной, при этом в момент встречи электрона и дырки выделяется энергия в виде излучения кванта света — фотона.

Какое строение имеет светодиод?

Самая распространенная конструкция светодиода —традиционный 5-миллиметровый корпус. Конечно, это не единственный вариант «упаковки» кристалла. На рис. показано строение традиционного 5-миллиметрового светодиода.
Светодиол имеет два вывода — анод и катод. На катоде расположен алюминиевый параболический рефлектор (отражатель). Он внешне выглядит, как чашеобразное углубление, на дно которого помещен светоизлучающий кристалл. Активный элемент— полупроводниковый моно­кристалл— в большинстве современных 5-мм светодиодах используется в виде кубика (чипа) размерами 0,3x0,3x0,25 мм, содержащего р-n или гетеропереход и омические контакты.
Кристалл соединен с анодом при помощи перемычки из золотой проволоки. Оптически про­зрачный полимерный корпус являющийся одновременно фокусирующей линзой вместе с рефлектором определяют угол излучения (диаграмму направленности) светодиода. С.Л.Карякин-Черняк.