Elektronika V1 - 1.semestr
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
vlnová délka záření závisí na druhu polovodiče ( = šířce zakázaného pásu)
interakce hmoty se zářením
absorpce záření elektronem – foton předá energii elektronu, který přejde na vyšší energetickou hladinu
spontánní emise fotonu – vybuzený elektron přeskočí po uplynutí střední doby života zpět na W1 a generuje foton
stimulovaná emise záření – interakce excitovaného fotonu se stimulujícími fotony ⇒
k rekombinaci dojde dříve než odpovídá střední době života při spontánní emisi
vzniklý foton je totožný s fotonem stimulujícím ⇒ koherentní záření ( má stejný směr, kmitočet, fázi a polarizaci )
dochází k zesilování zářivého toku
Vlastnosti materiálů pro zdroje záření
vhodná šířka zakázaného pásu (určuje vlnovou délku emitovaného záření)
jednoduchá a levná technologie přípravy materiálu
přímé mezipásové přechody (velká účinnost zářivé rekombinace)
chemická stálost a odolnost
možnost přípravy obou typů vodivosti pro vytvoření přechodu PN
možnost legování vhodnými příměsemi pro vznik záření s požadovanou vlnovou délkou
používané sloučeniny
binární AIIIBV (GaAs, InP, GaP)
ternární (GaAsP, GaAlAs, InGaP)
kvartenární (GaInAsP)
Diody s přímými přechody zhotovené z GaAs
šířka zakázaného pásu 1,43eV při 300K
vyzařují v infračervené oblasti (∼ 0,9μm)
pro optické komunikační systémy
vyzářený výkon ∼ 1mW až ∼10mW při budícím proudu 100mA
N-GaAs se získá dotací prvkem ze VI. skupiny (S, Se, Te)
P-GaAs se získá dotací prvkem ze II. skupiny (Zn)
kvantová účinnost 0,2 až 2%
při dotaci křemíkem (Si) – amfoterní příměs (vytváří buď donory nebo akceptory, podle toho, který základní prvek nahrazuje)
kvantová účinnost asi 6%
větší rychlost odezvy
Diody s nepřímými přechody zhotovené z GaP
šířka zakázaného pásu 2,24eV při 300K
barva emitovaného světla závisí na způsobu dotace
červená – dotují se Zn-O nebo Cd-O, maximum ∼0,69μm
zelená – dotují se dusíkem (N), maximum ∼0,56μm
oranžová, žlutá – současné zabudování dusíku do typu N a kyslíku do typu
Diody s ternárním polovodičem GaAs1-xPx
vzniká smíšením GaAs a GaP v poměru daném hodnotou x
barva emitovaného světla
červená – x=0,4
žlutá – x=0,8
zelená - čistý GaP
zvětšení kvantové účinnosti se dosahuje použitím vhodné příměsi
kvantová účinnost až 30%
stárnutí (degradace)
zmenšení kvantové účinnosti
životnost 106 h pro pokles vyzáženého výkonu na 50%
Fotodetektory
založeny na principu absorpce optického záření látkou
fotovoltaický jev
vzniká v nehomogenních polovodičích
nejvýraznější při interakci záření s polovodičem obsahujícím přechod PN (nebo MN)
vznik fotoelektromotorického napětí, které zmenšuje potenciální bariéru přechodu a vyvolává proud úměrný intenzitě osvětlení