Sự phât xạ ânh sâng do dịch chuyển ngẫu nhiín của câc điện tự qua dải cấm gọi lă phât xạ tự phât. Trong thực tế, dăi dẫn vă dải hóa trị có rất nhiều mức năng lượng khâc nhau. Do sự tâi hợp của câc hạt có mức năng lượng khâc nhau nín năng lượng phât xạ phât ra cũng nằm trong một phạm vi khâ rộng.
Mật độ phđn bố điện tử cực đại ở mứcc năng lượng sắp xỉ Eg + kT/2 vă của lỗ trống lă ở năng lượng xắp xỉ Eg +kT, do đó hiệu năng lượng có giâ trị trung bình lă Eg +kT vă độô lệch δEg nằm giữa kT vă 2kT. Mặc dù độ lệch thực tế còn phụ thuộc văo tạp chất pha văo, nhưng sự xấp xỉ trín lă chấp nhận được.
a) b)
Hình 3.3
a) Bức xạ photon từ câc mức năng lượng của dải dẫn xuống dải hóa trị; b) Đặc tính phổ.
Năng luợng tâi hợp trải rộng trong một dải nhất định nín câc bước sóng phât xạ không phải lă một giâ trị nhất định mă trải rộng ra có dạng hình chuông như hình 3.3 b ). Bề rộng phổ ở mức nửa công suất gọi lă độ rộng vạch phổ của nguồn.
Như ta đê biết độ rộng vạch phổ lớn sẽ dẫn tới tân sắc vật liệu trong sợi quang lớn. Đối với hầu hết câc LED độ rộng vạch phổ cỡ 30nm vă nếu chuyển sang miền tần số thì độ rộng tần lă 1,3 x 10 Hz, LED chỉ lă nguồn quang có chất lượng thấp trong thông tin quang, do đó chúng chỉ được dùng trong câc tuyến có dung lượng thấp, điều chế cường độ vă cự ly ngắn.