114
metrlik və millimetrlik radiodalğalar əvəzində görünən işığın
mikronluq dalğalarından istifadə olunması, ötürülən informa‐
siyanın tutumunun qeyri‐məhdud artırılmasına imkan ya‐
ratdı. Lakin bu şüalar yer atmosferi tərəfindən güclü udul‐
duğundan optik dalğalarla informasiyanın uzaq məsafələrə
ötürülməsi məhdudlanırdı.
1966‐cı ildə iki yapon alimi – Kao və Xokema işıq siqnalını
ötürmək üçün endoskopiyada və başqa sahələrdə artıq geniş
tətbiq tapmış uzun şüşə liflərdən istifadə olunmasını təklif
etdilər.
İlk olaraq 1970‐ci ildə Korninq Qlass firması işıq siqnallarını
böyük məsafələrə ötürmək üçün yarayan şüşə işıqötürənlər
hazırladı. 70‐ci illərin ortalarında isə ifrattəmiz kvars şüşə‐
sindən işığın intensivliyini 6 km məsafədə maksimum iki dəfə
azaldan işıqötürənlər hazırlandı.
Qeyd etmək lazımdır ki, indi artıq bir sıra inkişaf etmiş
ölkələrdə (ilk növbədə ABŞ‐da) telefon rabitələrinin əksəriy‐
yəti işıqötürənlərlə əvəz olunub.
Optronlar.
Müxtəlif növ yarımkeçirici işıqqəbuledicilərin
(fotorezistor, fotodiod, fototranzistor, fototiristor) iş prinsipi
daxili fotoeffekt hadisəsinə əsaslanır. Daxili fotoeffekt zamanı
şüanın təsiri altında yarımkeçiricidə sərbəst yükdaşıyıcıların –
elektron və deşik cütünün generasiyası baş verir. Tarazlıq
halındakılara əlavə olunan bu yükdaşıyıcılar (əlavə yükda‐
şıyıcılar) monokristalın elektrik keçiriciliyini bir qədər də
artırır. Bu cür əlavə keçiricilik fotonların təsiri ilə yaranır və
fotokeçiricilik adlanır. Metallarda fotokeçiricilik hadisəsi
praktiki olaraq yoxdur. Belə ki, keçirici elektronların konsen‐
trasiyası böyükdür (təqribən 10
22
sm
‐3
) və işığın təsiri altında
dəyişmir. Bəzi cihazlarda elektronların və deşiklərin fotogene‐
115
rasiyası hesabına e.h.q. (foto‐e.h.q.) yaranır. Ona görə də
həmin cihazlar cərəyan mənbələri kimi də işləyir. Elek‐
tronların və deşiklərin rekombinasiyası nəticəsində yarım‐
keçiricidə fotonlar əmələ gəlir və bəzi şərtlər daxilində
yarımkeçirici cihaz işıq mənbəyinə çevrilir. Müasir dövrdə
optron adlanan yarımkeçirici cihazdan da istifadə edilir.
Optron eyni zamanda həm işıq mənbəyi, həm də işıq
qəbuledicisi kimi işləyə bilir. Bu cihaz bir‐biri ilə əlaqəli olan
işıq mənbəyi və qəbuledicisindən ibarətdir. Optoelektron
cihazları əvvəllər ancaq radioelektron cihazları (REC) üçün
hazırlanırdısa, hal‐hazırda artıq inteqral mikrosxemlərin
tərkibinə də daxil edilir.
İşıqdiodu.
Yarımkeçirici işıq mənbələrindən ən çox tətbiq
ediləni, düzünə istiqamətdəki gərginliyin təsiri altında işləyən
(işıq diodları) – işıq şüalandıran diodlardır. Bəzən onları in‐
jeksiya diodları da adlandırırlar. İşıq diodlarında baş verən
işıqlanma injeksiya elektrolüminessensiyası hadisəsinə əsas‐
lanır.
Yarımkeçirici diodun işıqsaçmasını ötən əsrin 20‐ci
illərində Rusiyanın Nijeqorod şəhərindəki radiolaboratori‐
yada işləyən O.V.Losev kristal detektorda elektrik rəqslərinin
generasiyasını yaratmaq üzərində təcrübə apararkən
müşahidə etmişdi. Bu hadisə müəyyən vaxt unudulmuş,
lakin 1950‐ci ildən yenidən tətbiq olunmağa başlamışdır. Hal‐
hazırda sənayedə, işıq diodlarının onlarla növləri, eləsə də
məlum işıq diodlarının müxtəlif kombinasiyalarından ibarət
mürəkkəb indikator cihazları istehsal olunur.
İşıq diodlarının iş prinsipi ilə tanış olaq. Yarımkeçirici
dioda düzünə istiqamətdə xarici gərginlik tətbiq etdikdə
emitterdən baza oblastına yükdaşıyıcıların injeksiyası baş
116
verir. Məsələn, əgər n‐oblastında elektronların konsentra‐
siyası p‐oblastında onların konsentrasiyasından böyükdürsə
(
p
n
n
n >
), onda elektronların n‐oblastdan p‐oblasta injek‐
siyası baş verir. İnjeksiya olunmuş elektronlar baza oblastının
əsas yükdaşıyıcısı olan deşiklərlə rekombinasiya edir. Rekom‐
binasiya etmiş elektronlar keçirici zonanın yüksək enerji
səviyyələrindən valent zonanın tavanı yaxınlığındakı lokal
enerji səviyyələrinə rekombinasiya mərkəzlərinə keçir (şəkil
4.10). Bu zaman, enerjisi
keçirici zonanın dibi ilə r‐
mərkəzinin enerjisinin fər‐
qinə, yəni
W
hc
h
Δ
≈
λ
=
ν
. (4.5)
bərabər olan foton bura‐
xılır. (4.5) ifadəsinə daxil
olan sabitlərin qiymətlərini
yerinə yazsaq, (mikro‐
metrlərlə) verilmiş bu və ya digər dalğa uzunluqlu (
λ
) şü‐
alanmanın baş verməsi üçün lazım olan enerji zolağının (
W
Δ
)
elektronvoltlarla enini alarıq:
λ
≈
Δ
23
,
1
W
. (4.6)
Bu ifadədən görünür ki, (0,38 ÷ 0,78) mkm görünən şüalan‐
manın baş verməsi üçün
3
6
,
1
W
÷
≈
Δ
eV şərtini ödəməlidir.
Germanium və silisiumda qadağan olunmuş zonanın eni çox
kiçik olduğuna görə onlardan görünən oblast üçün işıq
diodlarının hazırlanmasında istifadə etmək mümkün deyil.
r
W
Keçirici zona
h
ν
ΔW
Qadağan
olunmuş
zona
Valent zona
Şəkil 4.10. Rekombinasiya şüalanması
117
Müasir işıq diodlarında əsasən qallium‐fosfiddən (GaP), sili‐
sium‐karbid (SiC) qallium‐alüminium‐arsen (GaAlAs) və ya
qallium‐arsen‐fosfor (GaAsP) bərk məhlulundan, eləcə də
dicər üçqat birləşmələrdən ibarət sistemlərdən istifadə edilir.
Yarımkeçiriciyə aşqar daxil etməklə müxtəlif rəngli işıqlanma
almaq mümkündür.
Sənayedə görünən oblastda işıqlanma verən işıq diodla‐
rından əlavə, qallium‐arseniddən hazırlanan, infraqırmızı işıq
şüalandıran işıq diodları da buraxılır. Bu diodlar fotorele,
fotoqeydedici və optoron sistemlərində geniş istifadə edilir.
Şüalarından birinin spektral xarakteristikasının maksimu‐
mu qırmızı sərhəddə, digərininki isə yaşıl sərhəddə olan iki
şüalı keçidə malik dəyişən rəngli işıq verən işıq diodları da
mövcuddur. Belə diodlarda da işıq şüasının rəngi keçidlər‐
dəki cərəyanların nisbətindən asılıdır. Heterokeçidli işıq di‐
odları bu qəbildəndir.
İşıq diodlarının əsas parametrləri aşağıdakılardır:
1. Kandela
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
sr
m
1
kd
1
l
vahidləri ilə ölçülən və düzünə
istiqamətdəki cərəyanın müəyyən qiymətində təyin edilən işıq
şiddəti
. Adətən işıq diodlarında işıq şiddəti 0,1 ÷ 0,001 kandela
arasında olur. Xatırladaq ki, kandela – xüsusi standart mən‐
bədən buraxılan işıq şiddəti vahididir.
2. İşıq şiddətinin işıqlanan səthin sahəsinə nisbətini
xarakterizə edən parlaqlıq.
3. Sabit düzünə gərginlik (2‐3 V).
4. Maksimal işıq selinə uyğun olan işığın rəngi və dalğa
uzunluğu
.
5. Ehtimal olunan maksimal sabit düz cərəyan. Adətən mak‐
simal düz cərəyan onlarla milliamper tərtibində olur.