DE1464276C - Optoelektronische Baueinheit - Google Patents
Optoelektronische BaueinheitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Baueinheit mit einer PN-Rekombinationsstrahlungsquelle
und einem mit dieser optisch und/oder elektrisch gekoppelten photoleitenden Körper.
Optoelektronische Baueinheiten dieser Art sind bekannt (deutsche Auslegeschrift 1054 179). Bei
ihnen besteht die Strahlungsquelle aus einem elektroluminesziercnden
Körper vom ZnS-Typ, in dem die Strahlung durch Felderregung von Elektronen in
einem starken Wechselspannungsfeld erzeugt wird. Der photoleitende Körper besteht dabei meistens aus
einem Pholowidcrstand aus Kadmiumsulfid oder Kadmiumselcnid.
Es ist weiter bekannt, Galliumphosphid sowohl für PN-Rekombinationsstrahlungsquellen -(Philips Res.
Rep., 15 [I960], S. 290 bis 304) als auch für Sperrschicht-Phbloelemente
(deutsche Auslegeschrift 1 108 344) zu verwenden und bei aus Galliumphosphid bestehenden Sperrschicht-Photoelementen den
der Strahlung ausgesetzten Teil des Körpers zusätzlich mit Störstellen, z. B. durch Einbau von überschüssigem
Gallium und/oder Zink, zu dotieren.
Eine optoelektronische Baueinheit der genannten Art läßt sich bekanntlich dadurch als Strahlungsmodulator oder Strahlungsverstärkcr verwenden, daß
der elektrolumineszierende und der photoleitende Körper elektrisch miteinander gekoppelt, z. B. in
Reihe geschaltet werden. Ein auf den photoleitenden Körper auftreffendes Strahlungssignal erniedrigt seinen
Widerstand, so daß die Spannung am elektrolumineszierenden Körper zunimmt, dieser also ein
größeres Lichtsignal abgibt. Auch läßt sich eine solche Baueinheit bekanntlich dadurch als elektrischer
Modulator oder Verstärker verwenden, daß der photoleitende Körper optisch mit dem elektrolumincsziercndcn
Körper gekoppelt wird, d. h., daß diese beiden Körper derart in Bezug aufeinander angeordnet
sind, daß die von dem elektrolumineszierenden Körper ausgehende Strahlung auf den photoleitenden
Körper auftrilft. Der elektrolumineszierende Körper setzt ein ihm zugeführtes elektrisches
Eingangssignal in Strahlung um, die beim Auftreffen auf den photoleitenden Körper in ihm eine Widerstandsänderung
hervorruft, die eine entsprechende Änderung seiner Ausgangsspannung zur Folge hat. Dadurch, daß bei einem solchen elektrischen
Modulator neben der elektrischen Kopplung auch eine elektrische Rückkopplung bzw. beim
Strahlungsverstärker neben der elektrischen Kopplung auch eine optische Rückkopplung verwendet
wird, können optoelektronische Baueinheiten auch als elektrisch oder optisch bistabile Schaltelemente
wirken.
Die bei den bekannten'optoelektronischen Baueinheiten
verwendeten elcktrolumineszierenden Körper vom ZnS-Typ haben jedoch den Nachteil, daß
sie nur mit Wechselspannung betrieben werden können und in ihnen eine hohe elektrische Feldstärke
erzeugt werden muß. Darüber hinaus ist ihre Strahlungsdichte verhältnismäßig gering, so daß bei ι cgebener
abstrahlender Oberfläche nur geringe Leistungen moduliert werden können.
Für manche Schaltelanwendungen ist es wünschenswert, daß die Strahlungsintensität mit'der angelegten
elektrischen Größe, Spannung oder Strom wenigstens über einen bestimmten Bereich dieser
Größe stärker als linear zunimmt, d. h., daß in diesem Bereich die Strahlungsintensität der Beziehung
/ = C(U)" folgt, worin U die angelegte elektrische Größe, z. B. der Strom oder die Spannung, C eine
Konstante und der Exponent η ein Maß für die stärker als lineare Zunahme ist. Der Exponent η soll
möglichst viel größer als 1 sein; bei den bekannten elektrolumineszierenden Körpern vom ZnS-Typ ist η
bei brauchbaren Strahlungsdichten verhältnismäßig klein, nämlich nicht größer als höchstens etwa 4.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugründe, diesen Nachteil der bekannten Baueinheit zu beseitigen und eine optoelektronische Baueinheit der genannten Art zu schaffen, die mit Gleichspannung bei niedriger Feldstärke betrieben werden kann und die einen außerordentlich hohen Exponenten η aufweist, wobei nötigenfalls, wegen der hohen Strahlungsdichte, bei verhältnismäßig kleiner Strahlungsoberfiäche der Widerstand des photoleitenden Körpers bei verhältnismäßig geringen Änderungen der dem elektrolumineszierenden Körper zugeführten elektrischen'Größe über einen großen Widerstandsbereich von z. B. 10n bis 10·'Ohm geändert werden kann und demnach bei verhältnismäßig kleiner Strahlungsoberfläche eine große Leistung moduliert werden kann.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugründe, diesen Nachteil der bekannten Baueinheit zu beseitigen und eine optoelektronische Baueinheit der genannten Art zu schaffen, die mit Gleichspannung bei niedriger Feldstärke betrieben werden kann und die einen außerordentlich hohen Exponenten η aufweist, wobei nötigenfalls, wegen der hohen Strahlungsdichte, bei verhältnismäßig kleiner Strahlungsoberfiäche der Widerstand des photoleitenden Körpers bei verhältnismäßig geringen Änderungen der dem elektrolumineszierenden Körper zugeführten elektrischen'Größe über einen großen Widerstandsbereich von z. B. 10n bis 10·'Ohm geändert werden kann und demnach bei verhältnismäßig kleiner Strahlungsoberfläche eine große Leistung moduliert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die PN-Rekombinationsstrahlungsquelle
eingebaute strahlungslose Rekombinationszentren mit einer derartigen Konzentration enthält, daß ihre
Strahlungsintensität wenigstens über einen Teil des Strombereiches stärker als linear mit dem Strom
durch die Strahlungsquelle zunimmt.
Unter einer PN-Rekombinationsstrahlungsquelle
wird hier wie üblich ein Halbleiterkörper mit wenigstens einem PN-Übergang verstanden, bei dem durch
Anlegen einer Spannung an diesen Übergang, meistens in Vorwärtsrichtung, die durch Injektion av.r>
einer Zone herrührenden Ladungsträger auf ihrem Weg zur anderen Zone oder nach dem Eintreffen
dort, mit Ladungsträgern entgegengesetzter Art, eritweder
über Band-Band-Übergänge oder über vorhandene Strahlungszentren rekombinieren. Die bei
diesen Rekombinationen freigesetzte Energie wird dabei zu einem wesentlichen Teil in Strahlung der
gewünschten Wellenlänge bzw. Wellenlängen umgesetzt. Obwohl die Rekombinationen auch über Band-Band-Übergänge
unmittelbar erfolgen können, ist es in vielen Fällen erwünscht, in der Umgebung des
PN-Überganges Strahlungszentren einzubauen.
Unter einem strahlungslosen Rekombinationszentrum, häufig auch als »Killer«-Zentrum bezeichnet,
wird hier wie üblich ein Zentrum mit einem größeren Einfangquerschnitt verstanden, über welches die Rekombination
strahlungslos erfolgt, d. h. ohne Erzeugung einer in der optoelektronischen Baueinheit
wirksamen Strahlung, meistens unter Umsetzung der frei werdenden Energie in Wärmeenergie im Kristallgitter.
So haben sich unter anderem diejenigen strahlungslosen Rekombinationszentren als geeignet er-
6» wiesen, deren Einfangquerschnitt für die zur Rekombination
injizierten Ladungsträger größer ist, z. B. um den Faktor 100, als der Einfangquerschnitt
für die vorhandenen Ladungsträger entgegengesetzr ter Art.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bestehen die in die PN-Rekombinalions-Slrahlungsqiielle
eingebauten strahlungslosen Rekombinationszentren aus Übergangselcmentcn, wie Eisen
oder Kobalt. Strahlungslose Rekombinationszentren können jedoch auch durch Kristallfehlcr gebildet
werden.
Bei einer in der optoelektronischen Baueinheit nach der Erfindung verwendbaren PN-Rekombinationsstrahllingsquelle
tritt die stärker als linear mit dem Strom zunehmende Strahlungsintensität in einem
Strombereich auf, der einer Anzahl injizierter Ladungsträger entspricht, bei der die strahlungslosen
Rekombinationszentren gesättigt werden. Nachdem bei niedriger Stromstärke die Rekombination im
wesentlichen nur über die strahlungslosen Rekombinationszentren
erfolgt, wird bei weiterer Zunahme des Stromes und einer entsprechend proportionalen
Zunahme der injizierten Ladungsträger ein Bereich erreicht, in dem eine mit zunehmender Sättigung ansteigende
Zahl von injizierten Ladungsträgern über die strahlenden Übergänge, ζ. Β. strahlende Rekombinationszentren,
zu rekombinieren beginnt, so daß die Strahlungsintensität sehr schnell, und zwar starker
als linear, mit dem Strom durch die Strahlungsquelle zunimmt. Ist vollständige Sättigung erreicht,
so nimmt die Strahlungsintensität in wesentlich geringerem Maße, d. h. praktisch proportional ^ zum
Strom, zu. Der Mechanismus der Injektion und Rekombination von Ladungsträgern in einer solchen
PN-Rekombinationsstrahlungsquelle macht es möglich,
wie dies auch die Praxis bestätigt hat, auf einfache Weise in einem bestimmten Strombereich einen
hohen Exponenten η mit einem Wert von z. B. 20 zu erreichen.
Wegen des großen Einfangquerschnitts strahlungsloser Rekombinationszentren ist es möglich, durch
die Wahl einer hinreichend großen Konzentration dieser Zentren zu erreichen, daß die Rekombination
zunächst stets über die strahlungslosen Zentren und bei höheren Strömen über strahlende Übergänge erfolgt.
Bei der optoelektronischen Baueinheit gemäß der Erfindung kann dies auf einfache Weise dadurch
sichergestellt werden, daß gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Produkt der Konzentration
der eingebauten strahlungslosen Rekombinationszentren
und des Einfangquerschnittes dieser Zentren viel größer ist als das entsprechende Produkt
der Strahlungszentren.
Bei Verwendung eines Band-Band-Überganges als strahlender Übergang kann, wenn das erwähnte Produkt
der strahlungslosen Zentren groß gewählt wird, gleichfalls erreicht werden, daß die Wahrscheinlichkeit
einer strahlenden Band-Band-Rekombination bei geringer Injektion klein ist gegenüber der strahlungslosen
Rekombination.
Die Konzentration der strahlungslosen Rekombinationszentren
kann im Prinzip zwischen weiten Grenzen gewählt werden, insbesondere zwischen 1012
und 1020 pro cm3. Sie kann z.B. 101(i pro cm·1 betragen.
In einem bestimmten Falle ist die anzuwendende Konzentration unter anderem von der Art des
Zentrums, insbesondere von dessen Einfangquerschnitt, von der Wahrscheinlichkeit des verwendeten
strahlenden Übergangs und von der gewünschten Lage des Strombereiches abhängig, in der der stärker
als lineare Anstieg auftritt, da bei größerer Konzentration an strahlungslosen Rekombinationszentren
die Sättigung erst bei höherer Stromdichte erreicht wird.
Die Halbleitermaterialien für die PN-Rekombiriationsstrahlungsqucllc
und den photoleitenden Körper und ihre Aktivierung werden, wie bei optoelektronischen
Baueinheiten üblich, meist derart gewählt, daß wenigstens ein in der Baueinheit vorhandener
photoleitender Körper für die von wenigstens einer in der Vorrichtung vorhandenen Strahlungsquelle erzeugte
Strahlungswellenlänge bzw. Strahlungswellenlängen photoempfindlich ist. Dazu kann z. B. eine
Infrarotstrahlung oder sichtbare Strahlung erzeugende PN-Strahlungsquelle mit einem für Infrarot
bzw. im betreffenden sichtbaren Wellenlängenbereich empfindlichen Photoleiter kombiniert werden. Besonders
günstige Ergebnisse werden mit einer PN-Strahlungsquelle mit einem Halbleiterkörper aus
Galliumphosphid in Kombination mit einem photoempfindlichen Körper aus CdS oder CdSe erzielt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 schematisch im Schnitt eine Ausführungsform einer optoelektronischen Baueinheit nach der
Erfindung;
F i g. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen der Strahlungsintensität und der Stromstärke der bei der
optoelektronischen Baueinheit nach Fig. 1 verwendeten PN-Rekombinationsstrahlungsquelle;
Fig. 3 zeigt den Zusammenhang zwischen dem
Leitwert G des photoempfindlichen Körpers und dem Strom durch die Strahlungsquelle der optoelektronischen
Baueinheit nach F i g. 1.
Bei der in Fig. 1 dargestellten optoelektronischen
Baueinheit nach der Erfindung befinden sich innerhalb der Hülle, die aus der innen polierten Aluminiumkappe
1 und der aus Bakelit bestehenden Halterungsplatte 2 besteht, die PN-Rekombinationsstrahlungsquelle
und der photoleitende Körper. Der photoleitende Körper 3 besteht z. B. aus einer ge-,
preßten und gesinterten CdS-Scheibe, die mit etwa 10->
Atomen Cu pro Molekül CdS und einer praktisch gleichen Konzentration an Gallium aktiviert ist.
Die Scheibe 3 ist auf ihrer Oberseite in der für Photowiderstände üblichen Weise mit zwei kammförmig
ineinander greifenden dünnen aufgedämpften Elektrodenschichten aus Gold versehen, die elektrisch
gut leitend über eine Silberpasteschicht 5 mit dem kupfernen Zuführungsleiter 4 bzw. über eine Silberpasteschicht
7 mit dem kupfernen Zuführungsleiter 6 verbunden sind. Die Elektrodenschichten selbst sind
deutlichkeitshalber nicht dargestellt.
Der photoleitende Körper 3 liegt an der Innenfläche einer kappenförmigen Glaszwischenwand 8 an,
die im übrigen mit einem Gießharz 9 vollgegossen ist. Die Zuführungsleiter 4 und 6 des Photowiderstandes
sind durch das Harz 9 und die Halterungsplatte 2 nach außen geführt.
Auf der Zwischenwand 8 befindet sich die PN-Rekombinationsstrahlungsquelle,
die aus einem GaI-liumphosphidkristall in Form einer praktisch kreisförmigen
Scheibe 10 mit einem Durchmesser von etwa 3 mm und einer Stärke von etwa 0,2 mm besteht.
Der PN-Übergang 11 zwischen der P-leitenden Zone 12 und der N-leitenden Zone 13 erstreckt sich
quer durch die Scheibe 10. Mit der P-leitenden Zone 12 und der N-leitenden Zone 13 sind über aus einer
Indium-Gallium-Legierung (50~% In, 50% Ga) bestehende
Kontakte 14 und 16 Zuführungsleiter 15
und 17 verbunden. Diese aus Kupfer bestehenden Zuführungsleiter sind durch die Halterungsplatte 2
herausgeführt.
Der Galliumphosphidkristall 10 enthält, außer einer die P-Leitung in der P-Zone 12 herbeiführenden
Akzeptorkonzentration, für weiche z. B. Galliumlöcher (Überschuß Phosphor) verwendbar sind,
und außer einer die N-Leitung in der N-Zone 13 herbeiführenden Donatorkonzentration, für weiche
z. B. Phosphorlöcher (Überschuß Gallium) verwendbar sind, eine Konzentration von etwa 101(i pro
cm3 GaP an strahlungslosen Rekombinationszentren, z. B. von Eisen herrührend, und eine Konzentration
von etwa 2 · 1016 pro cm:{ GaP an Strahlungszentren,
z. B. Zink. Ein solcher Galliumphosphidkristall kann dadurch hergestellt werden, daß die Galliumbestandteile
in einer Menge von 10 g, verunreinigt mit Eisen, und die Phospliorbestandteile in einer Menge von
3 g in einem geschlossenen Quarzrohr in einem Doppelofen erhitzt werden, um zunächst eine Lösung
von Phosphor in Gallium zu bilden. Dazu wird das eine Ende des Quarzrohres, welches das Gallium
enthält, auf etwa 12200C und das andere Ende, in
dem sich der Phosphor befindet, auf etwa 4300C erhitzt. Bei langsamer Abkühlung der entstandenen
Gallium-Phosphor-Lösung, in der ein Überschuß an Gallium vorhanden ist, kristallisieren aus der Lösung
Galliumphosphidkristalle in einer Galliumphase aus. Das Phosphor enthaltende Rohrende wird daraufhin
entfernt und an das das Reaktionsprodukt enthaltende Rohrstück ein zweites, 200 mg Zink enthaltendes
Rohrende nach Entlüftung dicht angeschmolzen. Das das Reaktionsprodukt enthaltende Rohrende
wird dann für etwa 1A- Stunde auf 12200C und das
Zink enthaltende Rohrende auf 5000C erhitzt. Dabei
geht ein Teil des Zinkes in dem bei 122O0C wieder
geschmolzenen Reaktionsprodukt in Lösung. Nach Abkühlung wird dann das Reaktionsprodukt
in einem Platintiegel in einer verdünnten Salzsäurelösung auf etwa 100° C erhitzt, um die abgetrennten
Galliumphosphidkristalle aus der Galliumphase zu isolieren. Bei einer Spektralanalyse der so entstandenen
Kristalle zeigt sich, daß sie etwa 108 Atome Eisen und etwa 2 · 101G Atome Zink pro cm:) enthalten.
Aus ihnen wird dann ein Kristall ausgesucht, bei dem ein PN-Übergang quer über den Kristall
verläuft. .
Nach dem Anbringen eines aus einer Legierung von 50% Indium und 50% Gallium bestehenden
Kontaktes auf beiden Seiten des PN-Überganges wird zwischen den Kontakten eine Gleichspannung to lhgelcgt,
daß der positive Pol. mit der P-Zone verbunden ist. Dabei wird bei hinreichend großer Stromstärke,
z. B. 10 mA, in der Umgebung des PN-Übcrgangcs eine orangenrote Strahlung emittiert. Darauf
wird bei Zimmertemperatur die Strahlungsintensität als Funktion der den Kontakten zugeführten Stromstärke
gemessen.
In Fig. 2 ist dieser Zusammenhang graphisch •dargestellt, wobei die Stromstärke/ in Ampere horizontal
auf Iogarithmischcr Skala und die Strahlungsintensität S in willkürlichen Einheiten vertikal,
ebenfalls auf logarithmischer Skala, aufgetragen sind. . Die Strahlungsobcrfläehe beträgt etwa 1 mm-'. Erst
bei einer Stromstärke von etwa 4 mA tritt eine meßbare Strahlungsintensität auf. In einem Bereich von
4 bis etwa 6 niA nimmt die Strahlungsintensität starker
als linear mit einem Exponenten n von etwa 20 zu. ik'i weiterer Erhöhung der Stromstärke nimmt
die Strahlungsintensität praktisch in linearem Verhältnis zur Stromstärke zu. Im Bereich von 0 bis
4 mA erfolgt- die Rekombination praktisch ausschließlich
über strahlungslose Rekombinationszentren; im Bereich der stärker als linearen Zunahme,
von 4 bis etwa 6 mA, werden die stellungslosen Rekonibinationszentren gesättigt, so daß der Anteil
der strahlenden Rekombination über die eingebrachten Zinkzentren schnell zunimmt. Zink verursacht
einen Akzeptorpegel auf etwa 0,4 eV des Valenzbandes.
Dieser Pegel ist bei Zimmertemperatur mit
ίο Elektronen besetzt. Die strahlende Rekombination
über diesen Energiepegel kann dadurch erklärt werden, daß die injizierten Löcher mit Elektronen aus
dem Zinkpegel rekombinieren. Dazu werden Elektronen aus dem Leitungsband unter Abgabe eines
Energiequantums von etwa 1,8 eV zugeführt, was einer gemessenen Wellenlänge von etwa 7000 Ä bei
maximaler Emission entspricht.
Der Wert der Stromstärke, bei dem die stärker als lineare Zunahme in der Kennlinie auftritt, fällt mit
der Sättigung der strahlungslosen Rekombinationszentren praktisch zusammen. Diese Sättigung tritt
bei einer Stromstärke
. a-C
auf, wobei α eine Proportionalitätskonstante, C die
Konzentration an strahlungslosen Rekombinationszentren und τ die Rekombinationszeit dieser Zentren
darstellt. Im erwähnten Falle eines strahlungslosen Rekombinationszentrums mit eimen größeren Einfangquerschnitt
für die injizierten Ladungsträger als für die Ladungsträger entgegengesetzter Art gilt für
diese Rekombinationszeit
1
Tn
Tn
wobei k die Einfangwahrscheinlichkeit des Zentrums für einen Ladungsträger entgegengesetzter Art nach
Einfangen eines injizierten Ladungsträgers und η die
für die Zuführung zum Rekombinationszentrum verfügbare Konzentration an vorhandenen Ladungsträgern
entgegengesetzter Art darstellt. Der Strom-Stärkebereich, in dem die stärker als lineare Zunahme
auftritt, kann demnach durch Herabsetzung bzw. Erhöhung der Konzentration C oder der Anzahl freier
Ladungsträger η auf eine niedrigere Stromstärke bzw. höhere Stromstärke verschoben werden.
Nach dem Erreichen der Sättigung, d. Ii. über etwa
10 mA, verläuft die Strahlungsintensität praktisch in linearem Verhältnis zur Stromstärke, wie es aus
F i g. 2 ersichtlich ist.
Der Galliumphosphidkristall wurde darauf in der in Fig. 1 dargestellten optoelektronischen Baueinheit
mit optischer Kopplung zwischen dem photocmpfindlichcn Körper 3 und der Strahlungsquelle 10
über die Glaszwischenwand 8 angebracht. Zwischen den Zuführungsleitern 4 und 6 wurde der elektrische
Leitwert G in Ohm ''als Funktion der der Strahlungsquelle
10 über die Zuführuiigsleiter 15 und 17
zugefühiten Stromstärke gemessen.
In Fig. 3 ist dieser Zusammenhang graphisch dargestellt,
wobei die Stromstärke / durch die Slralilungsquelle
in A horizontal auf Iogarithmischcr Skala und der Leitwert (I in Ohm ' vertikal, gleichfalls
in logarilhinischer Skala, aufgetragen sind. Wie
es aus dieser Figur ersichtlich ist, nimmt der Leit-
wert G von einem besonders niedrigen Wert von etwa 2 · 10~9 Ohm-1 im Bereich von 3 bis 6,5 mA
bereits auf etwa 10-* Ohm-1 zu, während G bei
einem Wert von etwa 20 mA bereits auf 10-3Ohm-1
zugenommen hat.
Eine optoelektronische Baueinheit mit optischer Kopplung zwischen dem photoempfindlichen Körper
und der Strahlungsquelle und einer solchen stark ansteigenden Kennlinie ist vorteilhaft anwendbar, unter
anderem als empfindlicher, mit kleinen Stromänderungen steuerbarer elektrischer Schalter, öder als
elektrischer Verstärker mit großer differentieller Verstärkung.
Eine optoelektronische Baueinheit nach der Erfindung ist nicht nur als elektrischer Modulator bzw.
Verstärker, sondern auch vorteilhaft dadurch als Strahluhgsmodulatör verwendbar, daß an Stelle
einer optischen Kopplung eine elektrische Kopplung, z.B. eine elektrische Reihenschaltung, zwischen dem
photoleitenden Körper und der PN-Strahlungsquelle ao benutzt wird. Durch Zuführung eines kleineren
Strahlungssignals zum Photoleiter ist es dann möglich, eine größere Änderung der Strahlungsenergie
der PN-Strahlungsquelle zu erreichen.
Dadurch, daß bei der als elektrischer Verstärker bzw. als Strahlungsverstärker ausgebildeten optoelektronischen Baueinheit nach der Erfindung gleich-
zeitig eine elektrische Rückkopplung bzw. eine optische
Rückkopplung vorgesehen wird, kann man zuverlässig wirkende bistabile elektrische bzw. optische
Schaltelemente verwirklichen, die mit kleinen Stromänderungen bzw. kleinen Strahlungsenergieänderungen
geschaltet werden können.
Schließlich wird noch bemerkt, daß die Erfindung nicht auf das gegebene Ausführungsbeispiel beschränkt
ist. So können andere für optoelektronische Baueinheiten übliche Anordnungen verwendet werden
und z. B. mehr als eine Strahlungsquelle mit einem oder mehreren photoleitenden Körpern kombiniert
werden.
Der PN-Übergang in der PN-Strahlungsquelle kann auf an sich bekannte Weise als abrupter Übergang
oder als allmählicher Übergang über eine hochohmige oder eigenleitende Zwischenschicht verlau- *'··,
fen. Die Strahlungsquelle läßt sich selbstverständlich auch aus anderen Halbleitermaterialien, wie z. B. ·,
Gallium, Aluminiumphosphid oder Siliziumkarbid, herstellen. Es müssen dann photoleitende Körper aus
Materialien verwendet werden, die für die von den elektrolumineszierenden Körpern aus den genannten
Materialien erzeugte Strahlung empfindlich sind.
Claims (4)
1. Optoelektronische Baueinheit mit einer PN-Rekombinationsstrahlungsquelle
und einem mit dieser optisch und/oder elektrisch gekoppelten photoleitenden Körper, dadurch gekennzeichnet,
daß die PN-Rekombinationsstrahlungsquelle eingebaute strahlungslose Rekombinations'zentren
mit einer derartigen Konzentration enthält, daß ihre Strahlungsintensität wenigstens
über einen Teil des Strombereiches stärker als linear mit dem Strom durch die Strahlungsquelle
zunimmt.
2. Optoelektronische Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die PN-Rekombinationsstrahlungsquelle
aus Galliumphosphid und der photoleitende Körper aus Kadmiumsulfid oder Kadmiumselenid bestehen.
3. Optoelektronische Baueinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Produkt der eingebauten Konzentration an strahlungslosen Rekombinationszentren und des
Einfangquerschnitts dieser Zentren größer ist als das entsprechende Produkt der Strahlungszentren.
4. Optoelektronische Baueinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die eingebauten strahlungslosen Rekombinationszentren durch Ubergangselemente,
wie Eisen oder Kobalt, gebildet sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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