Diodo argi-igorlea diodo berezi bat da. Diodo arruntak bezala, diodo argi-igorleak txip erdieroalez osatuta daude. Material erdieroale hauek aldez aurretik inplantatuta edo dopatuta daude p eta n egiturak sortzeko.
Beste diodo batzuek bezala, argi-igorleko diodoan korrontea erraz pasa daiteke p polotik (anodotik) n polora (katodora), baina ez kontrako noranzkoan. Bi eramaile ezberdin: zuloak eta elektroiak elektrodoetatik p eta n egituretara doazen elektrodo tentsio desberdinetan. Zuloak eta elektroiak elkartzen direnean eta birkonbinatzen direnean, elektroiak energia maila baxuago batera erortzen dira eta fotoi moduan askatzen dute energia (fotoiak askotan argia deitzen duguna da).
Igortzen duen argiaren uhin-luzera (kolorea) p eta n egiturak osatzen dituzten material erdieroaleen banda-hutsaren energiak zehazten du.
Silizioa eta germanioa zeharkako bandgap materialak direnez, giro-tenperaturan, material hauetako elektroien eta zuloen birkonbinazioa ez-erradiatiboa den trantsizioa da. Horrelako trantsizioek ez dute fotoirik askatzen, energia bero-energia bihurtzen dute. Hori dela eta, silizio eta germanio diodoek ezin dute argirik igorri (tenperatura espezifiko oso baxuetan igorriko dute argia, angelu berezi batean detektatu beharrekoa, eta argiaren distira ez da nabaria).
Diodo argi-igorleetan erabiltzen diren materialak banda hutsune zuzeneko materialak dira, beraz, energia fotoi moduan askatzen da. Debekatutako banda-energia hauek infragorri hurbileko, ikusgaiko edo ia-ultramoreko bandetako argi-energiari dagozkio.
Eredu honek espektro elektromagnetikoaren zati infragorrian argia igortzen duen LED bat simulatzen du.
Garapenaren hasierako faseetan, galio artsenuroa (GaAs) erabiliz diodo argi-igorleek argi infragorria edo gorria soilik igor zezaketen. Materialen zientziaren aurrerapenarekin, garatu berri diren diodo argi-igorleak gero eta maiztasun handiagoak dituzten argi-uhinak igor ditzakete. Gaur egun, hainbat koloretako argi-igorleko diodoak egin daitezke.
Diodoak normalean N motako substratu baten gainean eraikitzen dira, bere gainazalean P motako erdieroale geruza bat jarrita eta elektrodoekin konektaturik. P motako substratuak ez dira hain ohikoak, baina ere erabiltzen dira. Argi-igorleko diodo komertzialek, batez ere GaN/InGaN, zafiro substratuak ere erabiltzen dituzte.
LEDak egiteko erabiltzen diren material gehienek errefrakzio-indize oso handiak dituzte. Horrek esan nahi du argi-uhin gehienak airearekiko interfazean materialera islatzen direla. Hori dela eta, argi-uhinen erauzketa gai garrantzitsua da LEDentzat, eta ikerketa eta garapen asko gai horretara bideratzen dira.
LED (argi igorleen diodoak) eta diodo arrunten arteko desberdintasun nagusia materialak eta egitura da, eta horrek energia elektrikoa argi-energia bihurtzeko eraginkortasunean desberdintasun handiak eragiten ditu. Hona hemen gako batzuk LEDek argia igor dezaketen eta diodo arruntek ezin duten azaltzeko:
Material desberdinak:LEDek III-V material erdieroaleak erabiltzen dituzte, hala nola galio arseniuroa (GaAs), galio fosfuroa (GaP), galio nitruroa (GaN), etab. Material hauek banda hutsune zuzena dute, elektroiek zuzenean jauzi eta fotoiak (argia) askatzeko aukera emanez. Diodo arruntek normalean silizioa edo germanioa erabiltzen dute, zeharkako banda hutsa dutenak, eta elektroi-jauzia batez ere bero-energia askatzeko moduan gertatzen da, argiaren ordez.
Egitura desberdinak:LEDen egitura argiaren sorrera eta igorpena optimizatzeko diseinatuta dago. LEDek normalean dopante eta geruza-egitura espezifikoak gehitzen dituzte pn bilgunean fotoien sorrera eta askapena sustatzeko. Diodo arruntak korrontearen zuzenketa-funtzioa optimizatzeko diseinatuta daude eta ez dute argiaren sorreran zentratzen.
Energia-banda:LEDaren materialak banda-gap energia handia du, hau da, elektroiek trantsizioan askatzen duten energia nahikoa handia da argi moduan agertzeko. Diodo arrunten material-bandap energia txikia da, eta elektroiak batez ere bero moduan askatzen dira trantsizioan.
Lumineszentzia mekanismoa:LED-aren pn juntura aurrerantzean dagoenean, elektroiak n eskualdetik p eskualdera mugitzen dira, zuloekin birkonbinatzen dira eta fotoi moduan energia askatzen dute argia sortzeko. Diodo arruntetan, elektroien eta zuloen birkonbinazioa batez ere birkonbinazio ez-erradiatiboaren forman gertatzen da, hau da, energia bero moduan askatzen da.
Desberdintasun horiei esker, LEDek argia igortzen dute lanean ari direnean, diodo arruntek, berriz, ezin.
Artikulu hau Internetetik dator eta egile-eskubideak jatorrizko egilearenak dira
Argitalpenaren ordua: 2024-01-01