第十一章 冬导体发光器件 中国科学技术大学明海
半导体发光器件 中国科学技术大学 明海 第十一章
内容提要: §11.1半导体发光二极管(LED §11.2半导体激光器概述 §11.3半导体激光器原理 §11.4半导体激光器特性 §11.5同质结和异质结激光器 §11.6分布反馈半导体激光器 §11.7量子阱半导体激光器
内容提要： § 11.2半导体激光器概述 § 11.3半导体激光器原理 § 11.4半导体激光器特性 § 11.5同质结和异质结激光器 § 11.6分布反馈半导体激光器 § 11.7量子阱半导体激光器 §11.1半导体发光二极管(LED)
§11.1半导体发光二极管(LED) LED:材料为半导体,结构为pn结组成的,能发光的二极管。 特点:发射波长覆盖可见光——红外——远红外, 结构比较简单。是至今世界上应用最多,产 量最多的光电产品。产量巨大,价格便宜, 工作稳定,使用简单。 发光二极管的分类: 1.按材料分类:依据芯片的材料,外延层,掺杂杂质,可大致 估计出发光二极管的颜色,波长等基本特性。 2按发光颜色分类:发光二极管的发光颜色有红,橙,绿,蓝, 双色,三色等多种,以及近红外和红外等不可见的发光管
§11.1半导体发光二极管(LED) LED：材料为半导体，结构为pn结组成的，能发光 的二极管。 特点： 发射波长覆盖可见光——红外——远红外， 结构比较简单。是至今世界上应用最多，产 量最多的光电产品。产量巨大，价格便宜， 工作稳定，使用简单。 发光二极管的分类： 1. 按材料分类：依据芯片的材料，外延层，掺杂杂质，可大致 估计出发光二极管的颜色，波长等基本特性。 2.按发光颜色分类：发光二极管的发光颜色有红，橙，绿，蓝， 双色，三色等多种，以及近红外和红外等不可见的发光管
3.按器件封装:封装种类很多,有环氧树脂全包封,金属底座环 氧封装,陶瓷底座环氧封装,和玻璃封装等。 4.发光面特征:采用不同的表面封装,会有不同的效果,如 半球状有会聚光的作用。按封装表面的形状可分圆形,方形 矩形,面发光管,侧向发光管,微形发光管等多种。 5按发光强度:发光强度小于10(mcd)毫坎德拉(cd定义: 波长为550nm的单色光源发光时,若其在某一方向上辐射强度 为1/68W/sr(瓦球面度)则称此单色光源在该方向上的发光强 度为1坎德拉,既1cd)为普通亮度发光管,10-100mcd为高亮 度发光管,100mcd以上的称超高亮度发光管 6.按应用:有指示灯,照明灯,数码显示器,短距离光通信 光源等
3. 按器件封装：封装种类很多，有环氧树脂全包封，金属底座环 氧封装，陶瓷底座环氧封装，和玻璃封装等。 4.发光面特征：采用不同的表面封装，会有不同的效果，如 半球状有会聚光的作用。按封装表面的形状可分圆形，方形， 矩形，面发光管，侧向发光管，微形发光管等多种。 5.按发光强度：发光强度小于10（mcd ）毫坎德拉（cd定义： 波长为550nm的单色光源发光时，若其在某一方向上辐射强度 为1/681W/sr ( 瓦/球面度 )则称此单色光源在该方向上的发光强 度为1坎德拉，既1cd）为普通亮度发光管，10—100mcd为高亮 度发光管，100mcd以上的称超高亮度发光管。 6. 按应用：有指示灯，照明灯，数码显示器，短距离光通信 光源等
发光二极管原理 半导体的能带结构 能带半导体晶体由于原子间的 相互作用而使能级分裂离散的 导带 能级形成能带 能带结构:能带分为价带,导 带和禁带。 E E4禁带 价带晶体中原子内层电子能级 相对应的能带被电子所填满. 导带:价带以上未被电子填满或 价带 者是空的能带 禁带:导带和价带之间的能隙
能带:半导体晶体由于原子间的 相互作用而使能级分裂,离散的 能级形成能带 能带结构：能带分为价带，导 带和禁带。 价带:晶体中原子内层电子能级 相对应的能带被电子所填满. 导带:价带以上未被电子填满或 者是空的能带 禁带:导带和价带之间的能隙. 半导体的能带结构 发光二极管原理 Eg 导带 禁带 价带 EF