Конструкция СИД. Принципы работы и материалы

Этапы создания СИД

Светодиод удалось создать благодаря развитию микроэлектроники. Начальный этап – подготовка подложки, на которой будут выращиваться слои из полупроводниковых материалов. Материал подложки различен: карбид кремния, нитрид алюминия, нитрид галлия, искусственный сапфир. Наращивание на решетке полупроводниковых слоев сопровождается добавлением легирующих примесей оксидированием и металлизацией. После завершения указанных процедур подложка разрезается (делится) на отдельные самостоятельные кристаллы, которые способны светиться при прохождении тока голубым светом. При помощи автоматов кристаллик заключается в корпус, к которому привариваются контакты. Для получения белого света кристаллы покрывают люминофором, смешанным с эпоксидной смолой. Корпусное исполнение светодиодов не является обязательной мерой. Они могут быть без корпуса или в виде матриц.

Представив строение светодиода, легче понять происхождение свойств, обуславливающих прочность и компактность данного источника света. Готовые светодиоды тестируются на специальных прогонных стендах. Если восемь часов непрерывной работы на стенде не вывели светодиод из строя (светодиод не сгорел), гарантируется длительная работа светодиода порядка 50 000 часов и более.

Особенности образования света, требования к источнику питания

Видимое излучение полупроводниковых светодиодов происходит при прохождении электрического тока. При этом «оживает» электронно-дырочный переход: электроны одной области рекомбинируют с дырками другой области. Однако процесс сопровождается не только оптическим излучением, но и выделением тепла. Поэтому об эффективности работы в качестве источника света судят по отношению испущенных фотонов к общему числу перешедших из одной области в другую. Цвет спектра определяют полупроводниковые материалы, применяемые примеси и технология производства.