LEDが逆バイアスに入れたときにまだ光を放出しますが、強度が低い理由は何ですか？

July 12, 2023

光発光ダイオード（LED）は、エネルギー効率と長寿命のために、電子機器および照明アプリケーションで広く使用されています。しかし、LEDが逆バイアスに入れられたときに何が起こるのか疑問に思ったことはありますか？この記事では、この現象の背後にある理由を探ります。

まず、逆バイアスの意味を理解することが重要です。 LEDは、アノードからカソードまで、電流が一方向に流れることのみを可能にするダイオードの一種です。 LEDが逆バイアスに配置されると、カソードからアノードまで、電圧が反対方向に印加されます。これにより、電流の流れに対する高い抵抗が生じ、LEDは少量の光のみを放出します。

ただし、LEDは逆バイアスになっていますが、それでもいくつかの光を発します。これは、「マイノリティキャリアインジェクション」として知られる現象のためです。 LEDが逆バイアスである場合、N型半導体からの少数の電子とP型半導体からの少数の穴が接合部を通過し、枯渇領域で結合することができます。これにより、小さな電流の流れが生じ、光が放出されます。

逆バイアスでLEDによって放出される光の強度は、逆バイアスの場合よりもはるかに低くなります。これは、電流の流れがはるかに小さく、枯渇領域で少数の電子穴ペアのみが形成されるためです。さらに、これらのペアの再結合は、逆バイアスでのダイオードの耐性が高いため、効率が低下し、光の強度が低くなります。

要約すると、LEDが逆バイアスに入れられると、少数派のキャリア注射の現象により、まだ光を放出します。ただし、放出される光の強度は、電流の流れが小さく、電子穴ペアの効率が低いため、LEDが前方バイアスになっている場合よりもはるかに低くなります。この現象を理解することは、さまざまなアプリケーション向けのLEDベースのデバイスの設計と最適化に役立ちます。

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