第二讲++半导体发光原理ppt课件.ppt

《第二讲++半导体发光原理ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二讲—半导体发光原理12色度坐标在科学实验中，我们不直接用R、G、B来表示颜色，而是用三原色各自占R+G+B总量的相对比值来表示颜色，这就是色度坐标。C=XR+YG+ZB归一化：x=X/(X+Y+Z)y=Y/(X+Y+Z)z=Z/(X+Y+Z)从而x+y+z=1，因此只用x、y就能表示任何一种颜色，从而得到色品图。3回顾：CIE（1931）色度图色度图：由x、y（z）确定的表示颜色的二维图形；所有单色光都位于舌形曲线上；自然界中各种实际颜色（可见光）都位于这条闭合曲线内；普朗克轨迹/黑体轨迹A(钨丝灯，2856K)D65(日光，6504K)E（白点）：坐标值

2、相等(x=y=1/3)不同色温T下黑体色度点的轨迹4回顾：色度学参数色纯度主波长互补色等能白光源5回顾：光源的（相关）色温：当光源所发射的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同（最接近）时，黑体的这个温度就称为该光源的色温（相关色温）。光源的显色性：物体在光源下显示的色貌与其在自然光（或者标准光源）下原色貌进行比较，两者的接近程度称为光源的显色性。6第二讲主要内容半导体晶体材料的电学性质PN结及其特性异质结构和量子阱7半导体、晶体半导体（semiconductor）:常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料，室温时

3、电阻率约在10-3～109欧·厘米之间。分元素、化合物半导体等。晶体（crystal）:由原子、离子或分子有规则排列而成的固体。分为单晶和多晶。8半导体晶体材料的电学性能载流子：可以自由移动的带有电荷的物质粒子，半导体中的有电子和空穴（失去电子留下的空位）。载流子迁移率：载流子（电子和空穴）在单位电场作用下的平均漂移速度。μ=V/E（cm2/v·s）迁移率是衡量半导体导电性能的重要参数，它决定半导体材料的电阻率，影响器件的工作速度。9半导体晶体材料的电学性能石墨烯的电子迁移率约为1.5×104cm2/(Vs)石墨烯的电子迁移率约为1.5×104cm2/(Vs)

4、有机材料电子迁移率10-6cm2/(Vs)，空穴迁移率为10-4cm2/(Vs)，在OLED器件，电子的传输是个很大的问题。10载流子寿命热平衡状态，T定，载流子浓度一定，n0,p0。对半导体施加外界作用(光,电等)，迫使它处于与热平衡状态相偏离的状态，称为非平衡状态。此时：非平衡载流子(过剩载流子)平衡载流子11寿命及意义非平衡载流子在运动中会不断受到散射、碰撞，通过复合而消失。定义非平衡载流子从产生到复合的平均生存时间τ为寿命。非平衡载流子浓度随时间按指数衰减。τΔp(Δp)0(Δp)0/et寿命的意义：寿命标志非平衡载流子浓度减小到原值1/e经历的时间。

5、12第二讲主要内容半导体晶体材料的电学性质PN结及其特性异质结构和量子阱131、空间电荷区的形成平衡少子P区：N区：利用n0p0=ni2的关系，可得平衡多子P区：N区：可见，空穴扩散：P区N区电子扩散：P区N区扩散电流方向为，P区N区P区N区NA-，pp0ND+，nn014扩散电流：P区N区漂移电流：P区N区P区留下NA-，N区留下ND+，形成空间电荷区。空间电荷区产生的电场称为内建电场，方向为由N区指向P区。电场的存在会引起漂移电流，方向为由N区指向P区。达到平衡时，净电流=0。于是就形成一个稳定的有一定宽度的空间电荷区。内建电场空间电荷区P区N区NA-ND

6、+NA-pp0ND+nn015对于突变结，由第一章例1.1的式（1-14a），当采用耗尽近似后，在N区的耗尽区中，泊松方程为积分一次，得由边界条件：可求得常数C为2、内建电场于是可得（2-5a）16PN同理，在P区耗尽区中求解泊松方程，得以上求得的E(x)就是PN结的内建电场。（2-5b）17Vbi与掺杂浓度、温度及半导体的种类有关。在通常的掺杂范围和室温下，硅的Vbi约为0.75V，锗的Vbi约为0.35V。4、内建电势18由图可见，电子从N区到P区必须克服一个高度为qVbi的势垒，空穴从P区到N区也必须克服一个同样高度的势垒，所以耗尽区也被称为“势垒区”。

7、PN19面积为Vbi外加电压时载流子的运动情况外加正向电压V后，PN结势垒高度由qVbi降为q(Vbi-V)，xd与减小，使扩散电流大于漂移电流，形成正向电流。PNx0平衡时外加正向电压时外加电场内建电场面积为Vbi-V20势垒高度的降低不能再阻碍N区电子向P区的扩散及P区空穴向N区的扩散，于是形成正向电流。由于正向电流的电荷来源是多子，所以正向电流很大。21外加反向电压V(V<0)后，PN结的势垒高度由qVbi增高到q(Vbi-V)，xd与都增大。PNx0平衡时外加反向电压时外加电场内建电场面积为Vbi-V面积为Vbi22多子面临的势垒提高了，难以扩散到对方

8、区域中去了，但少子面临的势阱反向更深了