异质结工作原理（异质结是怎么形成的）

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摘要预览：

• 1、LED与LD区别
• 2、半导体激光器对异质结的基本要求
• 3、形成pn结的原理
• 4、为什么高效率发光二极管往往采用双异质结结构
• 5、为什么二极管是单向导电?原理是什么?
• 6、简述光电二极管的工作原理.

LED与LD区别

性质不同：LD包括单异质结（SH）、双异质结（DH）和量子阱（QW）激光二极管。发光二极管由含镓（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成。

LED是利用注入有源区的载流子自发辐射复合发光。LD是受激辐射复合发光。结构上的差别：LD有光学共振腔，使产生的光子在腔内振荡放大，LED没有谐振腔。

在工作原理上，LED是利用注入有源区的载流子自发辐射复合发光，而LD是受激辐射复合发光。在结构上，LD有光学谐振腔，使产生的光子在腔内振荡放大，LED没有谐振腔。

半导体激光器对异质结的基本要求

1、作用不同。脊波导是形成光子的侧向波导，掩埋异质结是限制电流侧向扩散。类型不同。脊波导是一种半导体激光器结构，掩埋异质结是一种半导体器件制造领域的结构。功能不同。

2、因为硅是间接带隙半导体材料，其发光效率很低。所以半导体激光器采用的是高发光效率的gaas、ingan等直接带隙半导体材料做有源层。

3、具有不同带隙宽度的两种半导体单晶之间的结构称为异质结，中，有源层与左侧的N层之间形成的是P-N异质结，而与右侧P 层之间形成的是P-P异质结，所以这种结构又称为N-P-P双异质结构，简称DH结构。

4、相近的原子间距和热膨胀系数。利用界面合金、外延生长、真空淀积等技术，都可以制造异质结。异质结常具有两种半导体各自的PN结都不能达到的优良的光电特性，使它适宜于制作超高速开关器件、太阳能电池以及半导体激光器等。

5、单异质结半导体激光器 双异质结半导体激光器(2) 分布反馈型(DFB)激光器。

形成pn结的原理

形成pn结的原理如下：如果将PN结加正向电压，即P区接正极，N区接负极，如右图所示。由于外加电压的电场方向和PN结内电场方向相反。在外电场的作用下，内电场将会被削弱，使得阻挡层变窄，扩散运动因此增强。

PN结（pn-junction）原理是指半导体PN结构中电子和空穴的迁移和局部电荷的形成。在PN结中，一侧是P材料，富含正电子，另一侧是N材料，富含负电子。在PN结两侧之间，会形成自由电子和空穴的平衡，这种平衡状态称为平衡结。

采用一些特殊的工艺（见本条目后面的段落），可以将上述的P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起。在二者的接触面的位置形成一个PN结。

同时，内建电场使P区的少数载流子电子向N区漂移，也使N区的少数载流子空穴向P区漂移。当漂移运动和扩散运动处于动态平衡状态时，形成稳定的空间电荷区，即PN结形成。

PN结的形成原理基于半导体材料的电子结构和掺杂技术。当N型半导体与P型半导体相接触时，两者之间的自由电子和空穴会在结面上扩散并重新组合，形成一个电子云。

为什么高效率发光二极管往往采用双异质结结构

InGaN/AlGaN双异质结LED的发光效率更高，有效的避免了droop效应。

发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结，通常采用双异质结和量子阱结构。

在图（4）中，有源层与左侧的N层之间形成的是p-N异质结，而与右侧P层之间形成的是p-P异质结，故这种结构又称N-p-P双异质结构。

为什么二极管是单向导电?原理是什么?

1、原理：当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。二极管的单向导电性是由PN结的特性说决定的。

2、二极管单向导电性原理指的是二极管只允许电流从p极流向n极，而不允许电流从n极流向p极。

3、在PN结上产生一个外电场，其方向与内电场相反，在它的推动下，N区的电子要向左边扩散，并与原来空间电荷区的正离子中和，使空间电荷区变窄。

4、利用半导体的单向导电性，制成具有PN结的二脚元件。起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。

5、二极管的原理就是利用PN结的单向导电性，在PN结上加上引线和封装就成了一个二极管。晶体二极管为一个由P型半导体和N型半导体形成的PN结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。

简述光电二极管的工作原理.

光电二极管工作原理 普通二极管在反向电压作用时处于截止状态，只能流过微弱的反向电流，光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大，以便接收入射光。

原理：普通二极管在反向电压作用时处于截止状态，只有微弱的反向电流可以流过。在设计和制造光电二极管时，PN结的面积应该比较大，以便接收入射光。光电二极管在反向电压的作用下工作。没有光线时，反向电流极弱，称为暗电流。

光电二极管的工作原理如下：当用光照射PN结时，共价键被电离。这会产生空穴和电子对。由于电子-空穴对的产生而产生光电流。当能量超过1eV的光子撞击二极管时，就会形成电子空穴对。

普通二极管在正向电压作用下处于导通状态，在反向电压作用下处于截止状态，仅仅能通过相当微弱的反向电流。

光电管原理是光电效应。它一种是半导体材料类型的光电管，它的工作原理：光电二极管又叫光敏二极管，是利用半导体的光敏特性制造的光接受器件。

简而言之，就是通过PIN层，将光信号转换成电信号。不仅反应灵敏，所需要的时间也很短。PIN光电二极管工作原理简介 实际上PIN光电二极管内部的I型半导体是一种浓度很低的N型半导体。

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