2020年最新比較勵志的座右銘

[拼音]：bandaoti fuzu faguang qijian

[英文]：semiconductor negative resistance light emitting device

用發光材料製造的具有正向電壓負阻型的結髮光二極體，其正向υ-I特性呈S形(圖1)。當正向電壓達到導通電壓υS時，二極體由高壓關態（高阻態）經過負阻過程達到低壓通態(低阻態)。描述正向電學導通特性的主要引數是:導通電壓υS;導通電流IS;維持電壓υH；維持電流IH；導通時間τon；關斷時間τoff。描述發光特性的引數與一般發光器件相同。常用的結構有PNPN型及 PIN型。所用材料為GaAs、GaInAsP、GaP、GaAsP等。PIN型器件的電效能和發光效能不佳。PNPN型負阻發光器件的電導通原理，可用等效雙電晶體模型的電學正反饋作用來描述。用某種方式使二極體導通（電導通或光導通）後，由於少數載流子注入到發光有源區，產生輻射覆合發光（包括受激發射）。

一個良好的PNPN負阻發光器應滿足兩方面的要求。

（1）電學上的完全導通:即在正向通態時，由於中間PN接面兩側載流子儲存作用使該結變成正偏置，這時整個二極體壓降應為一個簡單的PN接面大注入時的結壓降，例如GaAs應為1.5伏左右。這時，器件具有最大的通態電流密度和最小的結功耗，稱為電學完全導通。

（2）良好的發光特性：除了材料的質量要求外，在結構上應使發光區有良好的載流子限制和光限制，使之具有高的發光效率。採用適宜的多層異質結構，可能使這些要求得到兼顧。

對器件結構的這兩項要求，可用雙電晶體模型來分析（圖2）。在整個負阻區和通態區，完全導通的條件是：α1+α2＞1式中 α1和α2是第一電晶體和第二電晶體的共基極直流短路電流放大係數，它們分別與各自的發射結注射效率γ、基區輸運係數β、收集結收集效率α*有關：α1＝γ1·β1·α

;α2＝γ2·β2·α

（在接近υS電壓下還須考慮雪崩倍增作用）。通常選取第一電晶體的基區作為發光區。為使從發射結注入到有源區的少數載流子的限制作用完全有效，則β1應為零，即第一電晶體發射結注入基區的載流子不能達到收集區，這時，在中間PN接面兩側的載流子儲存不足以構成電學正反饋作用，只能類同於單個電晶體，不產生負阻或由於雪崩倍增作用產生二極體端壓降很高的負阻通態。因此，為使完全電導通特性和發光特效能較好地統一起來， 應儘可能增大γ1、γ2、β2，不能使β1完全等於零但接近於零，從而使α2儘可能接近於1，α1接近於零但不等於零。例如，對於GaAlAs/GaAs異質結對，能較好滿足上述要求的器件結構為N-Ga1-xAlxAs/P-GaAs/P-Ga1-yAlyAs/ P-GaAs/N-GaAs/P-Ga1-zAlzAS(x≥0.2，y≤0.2，z≈0.1)。這種結構的鐳射器，電導通效能良好，激射特性也很接近於一般雙異質PN接面鐳射器。

器件用作開關鐳射器時，激射閾電流密度應小於器件本身提供的通態最大電流密度。器件導通可採用電觸發、光觸發等方式。適當選擇電路負載，在光觸發時器件具有光學放大、雙穩及開關作用。這類器件一般選用GaAlAs/GaAs，GaInAsP/InP等製造。

這種器件電路簡單，調製容易，可藉以實現多功能，適用於通訊、自動控制、發光顯示等方面。