Yorug‘lik diodlarining turlari, xarakteristika va parametrlari

39 
p-n o‗tishli turli materiallardan tuzilgan bunday yarim o‗tkazgichlar 
geterotuzilish yoki geteroo‘tish deyiladi. 
YoD larning parametrlari: 
- nurlanishning to‗lqin uzunligi λ, 
- nurlanish spektrining kengligi Δλ, 
- nurlanish quvvati R
nur
, 
- noasosiy zaryad tashuvchilarning yashash vaqti 

va 
- nurlanish quvvatining yo‗nalganlik diagrammasi Ө. 
YoD yo‗nalganlik diagrammasi kengligi yuza tekisligida 120
0
ni 
tashkil etadi (4.1-rasm). 
Optik tolaga kiritish mumkin bo‗lgan maksimal quvvat R
s
, sonli 
aperturadan aniqlanadi va quyidagi formuladan xisoblanadi: 
R
s
= P
o
(NA)
2
. (4.3) 
R
o
- manba uchun to‗liq nurlanish quvvati. 
YoDdan optik tolaga kiritiladigan quvvat, uning sonli aperturasi 
kvadratiga proporsional. NA qiymati 0,15...0,24 oraliqda tanlanadi. Agar 
NA=0,2 ga teng bo‗lsa, unda tolaga kiritish samaradorligi 4% dan 
oshmaydi, bu quvvatni 14 dBga yo‗qotilishiga mos keladi. 
4.1-rasm. Yorug‗lik diodining yo‗nalganlik diagrammasi. 
Shu tariqa YoD dan foydalanish nurlanishni tolaga samarali kiritish 
muammosini yuzaga keltiradi. Bu muammo nurlanishni tolaga kiritishni 
yuqori koeffitsientini ta‘minlovchi maxsus yorug‗lik diodlarini qayta 
120
0 
0.5
0.5
Ө 

40 
ishlash, shuningdek mikrolinzalarni qo‗llash yordamida hal qilinadi. YoD 
ni asosiy ikki turi mavjud: 
1. Sirtdan nurlantiruvchi YoD,
2. Yonidan nurlantiruvchi YoD. 
4.2-rasm. Sirtdan nurlantiruvchi YoD tuzilishi: 1-optik tola; 2-
yopishtiruvchi tarkib; 3-elektrod. 
OA tizimlarida qo‗llaniladigan GaAs asosidagi sirtdan nurlantiruvchi 
YoDining odatiy tuzilishi ko‗rsatilgan 4.4-rasmda ko‗rsatilgan. 
Optik tola bilan fizik moslashuv va yorug‗likni kuchli yutilishini 
oldini olish uchun GaAs li soxaga chuqurcha o‗yiladi. Nurlanuvchi sirt 
yuzasi nisbatan kichik o‗lchamli (d ≈50 mkm) bo‗lib, optik tola diametriga 
mos ravishda tanlanadi. Nurni optik tolaga kiritishdagi yo‗qotishlar 
moslashtiruvchi qurilma qo‗llanilmagan xolda tolani NA sonli aperturasiga 
bog‗liq bo‗ladi va 14...20 dB ni tashkil etadi. Moslashtiruvchi qurilmalarni 
qo‗llash bu yo‗qotishlarni kamaytirishga imkon beradi. 
YOnidan nurlantiruvchi YoD tuzilishi 4.3-rasmda ko‗rsatilgan. 
Yonidan nurlantiruvchi (yonidan nurlantiruvchi) YoDlarda ikkitalik 
geterotuzilish ishlatiladi. 
4.4 a va b rasmlarda mos ravishda bir tomonlama chegarali 
geterotuzilish BGT va ikki tomonlama chegarali geterotuzilish IGT 
ko‗rsatilgan. BGTli YoDlarda to‗g‗ri siljitish ta‘sirida elektronlar r-n o‗tish 
orqali injeksiyalanadi, so‗ng r(GaAs) - p(Al
x
Ga
1-x
As) o‗tishni potensial 
bareri bilan tutib qolinadi. 
p – n – o’tish 
Yorug’lik 
1 
2 
3 
GaAs 
GaAs 
n 
p

3 
SiO
2 

41 
4.3-rasm. Yonidan nurlantiruvchi YoDning tuzilishi. 
Nurlanish rekombinatsiyasi ko‗pincha d qalinlikli aktiv soxada ro‗y 
beradi.
IGT ancha yuqori xususiyatlarga ega. Bunday tuzilishda aktiv 
nurlanish rekombinatsiyasi (4.4-rasm) o‗ng va chapdagi potensial barerlar 
evaziga r-sohada (GaAs) kuzatiladi va nurlanishni amalda d soha doirasida 
yuzaga kelishiga yordam beradi. 
Yonidan nurlantiruvchi BGT va IGTlarni ishlatish nurlanishni 
yuzada tarqalishini kamaytiradi. Normal p-n o‗tishda taxminan 30
0
gacha 
kamaytiradi.
Sirtdan nurlantiruvchi YoDlarga nisbatan yonidan nurlantiruvchi 
YoDlarni nurlanish quvvati 2-5 marta kichik bo‗ladi. Biroq, yonidan 
nurlantiruvchi YoDda yo‗nalganlik diagrammasining torligi evaziga nurni 
optik tolaga kiritishda yo‗qotishlar kam bo‗ladi va NA ga bog‗liq ravishda 
10...16 dB ni tashkil etadi. 
 
YoDlarda nurlanish quvvati 0,01...0,1 mVt ga teng.
Yorug‗lik diodi quyidagi asosiyxarakteristikalarbilan tafsivlanadi: 
- volt – amper xarakteristikasi; 
- vatt – amper xarakteristikasi; 
- spektral xarakteristikasi. 
4.5-rasmda YoDning nurlanishining spektral xarakteristikasi berilgan. 
Sirtdan nurlantiruvchi YoDda λ=0,85 mkm da nurlanish spektri kengligi 
N 
n 
p 
P 
Elektrod 
GaAs 
рGaAs 
Аl
y
Ga 
1-y
As 
Аl
x
Ga 
1-x
As 
GaAs 
Elektrod 

42 
Δλ=40 nm ga, nurlantiruvchi kesimli YoDda λ=1,3 mkm da nurlanish 
spektri kengligi Δλ=90 nm ga teng.
4.4-rasm. Bir (a) va ikki tomonlama (b) chegarali geterotuzilishlar 
4.5-rasm. Sirtdan nurlantiruvchi va yonidan nurlantiruvchi YoDning 
nurlanish spektrlari. 
YoDning eng muhim parametrlari bu uning ishonchliligi va xizmat 
qilish muddatlaridir. Yorug‗lik diodlaridan uzoq vaqt foydalanish 
natijasida nurlanish quvvati kamayadi. Xarorat 10-20
0 
S ga oshsa, xizmat 
60-90 nm 
0,5 
0 
0,85 
0,9 
мкм 
Р/Р
0 
0,8 
l
1
0,5 
0 
1,3 
1,35 
мкм 
Р/Р
0
 
1,25 
l
1
1 
40nm 
1 
n 
p 
p 
0.1 μм 
1 μм 
d≈2 μм 
P 
y 
GaAs 
GaAs 
Al
x
Ga
1-x 
As 
a) 
n 
p 
p 
0.1 μм 
0.1 μм 
d≈0.3 μм 
P 
y 
Al
x
Ga 
1-x 
As 
GaAs 
Al
x
Ga
1-x 
As 
b) 

43 
muddati ikki barobar qisqaradi. Aloqa tizimlarida foydalanish uchun 
xizmat muddati er aloqa liniyalari uchun 10
5
soatni va suv osti aloqa 
liniyalari uchun 10
6
soatni tashkil etishi kerak. 
YoD lar uchta tiniqlik oynalari 850, 1310 va 1550 nm da ishlatish 
uchun ishlab chiqariladi. Lekin, ular ko‗proq 850 va 1310 nm da 
qo‗llaniladi. YoDlarni ishlab chiqarish lazer diodlariga qaraganda arzon. 
YoD larning asosiy parametrlari: 

Download 6,74 Mb.