5. CÁC BƢỚC THỰC HIỆN
3.1.3.2 Nguyên lý hoạt động của LED
Nguyên lý làm việc của LED dựa vào hiệu ứng phát sáng tƣợng tái hợp của các điện tử và lỗ trống ở vùng tiếp giáp p-n. Do vậy LED sẽ phát sáng nếu đƣợc phân cực thuận. Khi đƣợc phân cực thuận các hạt mang đa số sẽ khuếch tán ồ ạt qua tiếp giáp p-n: điện tử khuếch tán đi từ n sang p và ngƣợc lại, lỗ trống khuếch tán từ p sang n, chúng gặp nhau và tái hợp phát sinh ánh sáng. Với cấu trúc dị thể kép, cả hai loại hạt dẫn và trƣờng ánh sáng đƣợc giam giữ tại trung tâm của lớp tích cực ( hình 3.3). Sự khác nhau về độ rộng vùng cấm của các lớp kề cận đã giam giữ các hạt điện tích ở bên trong lớp tích cực. Đồng thời, sự khác nhau về chiết suất của các lớp kề cận này đã giam giữ trƣờng quang và các hạt dẫn này làm tăng độ bức xạ và hiệu suất cao.
Để một chất bán dẫn phát sáng thì sự cân bằng nhiệt phải bị phá vỡ. Tốc độ tái hợp trong qúa trình tái hợp có bức xạ tỉ lệ với nồng độ điện tử trong phần bán dẫn p và nồng độ lỗ trống trong bán dẫn n. Đây là các hạt dẫn thiểu số trong chất bán dẫn. Để tăng tốc độ tái hợp – tức là tăng số photon bức xạ ra – thì cần phải gia tăng nồng độ hạt dẫn thiểu số trong các phần bán dẫn. Nồng độ hạt dẫn thiểu số đƣợc bơm vào các phần bán dẫn tỷ lệ với cƣờng độ dòng điện của LED, do đó cƣờng độ phát quang của LED tỷ lệ với cƣờng độ dòng điện qua điốt.
a. Độ rộng vùng cấm b. Chênh lệch chiết suất