Auf dem Gebiet der Halbleiter sind Dioden nicht gerade ideal zum Abschalten, wenn sie umgekehrt abgeschaltet sind. Wenn sie einem Gegendruck ausgesetzt sind, gibt es einen kleinen Leckstrom von der Kathode zur Anode. Dieser Strom ist normalerweise sehr klein und je höher die Gegenspannung, desto höher der Leckstrom und je höher die Temperatur, desto höher der Leckstrom. Ein großer Leckstrom führt zu großen Verlusten, insbesondere bei Hochspannungsanwendungen.
Die Ursache: Aufgrund der inneren Struktur des Halbleitermaterials ist das elektrische Gegenfeld E, das durch die angelegte Sperrspannung im Potentialbarrierenbereich des PN-Übergangs erzeugt wird, größer als das elektrische Feld E, das durch die in das Potential eindiffundierte Ladung gebildet wird Barrierebereich. dies führt zu einem Rückwärtsleckstrom durch den PN-Übergang. Die Dünnheit des Barrierenbereichs und die Größe der angelegten Sperrspannung bestimmen zusammen die Größe des Leckstroms.
In einem Laserchip, der auch eine Art Diode ist, fließen Elektronen von N zum aktiven Bereich, wenn eine Vorwärtsspannung an seine Anschlüsse angelegt wird, aber auch einige Elektronen haben genug Energie, um aus dem aktiven Bereich herauszutreten und dorthin zu fließen der P-Bereich, und diese Ströme, die zu P fließen, werden Leckströme genannt. Leckströme können in zwei Teile unterteilt werden, einen wie oben beschrieben und den anderen mit ausreichender thermischer Energie, um die Potentialbarriere zu überschreiten. Der andere Teil ist auf eine kleine Menge Elektronen innerhalb der P-Energie selbst zurückzuführen, die in den P-Kontaktbereich eindringen oder darin driften und einen Leckstrom bilden. Leckströme tragen nicht zur Lumineszenz bei und machen nur die interne Quanteneffizienz der Vorrichtung weniger effizient. Es ist auch sehr temperaturempfindlich und der Leckstrom steigt mit steigender Temperatur schnell an.
Außerdem sind kurzwellige Laser anfälliger für Leckagen als längerwellige Laser.
Wie oben gezeigt, beträgt die Energielückendifferenz zwischen den leitfähigen Bändern von AlGaIn-Phosphid-Chips mit einer Wellenlänge von 690 nm 400 meV, aber die Differenz zwischen AlGaIn-Phosphid mit einer Wellenlänge von 650 nm beträgt nur 320 meV, was das Entweichen von Elektronen erleichtert. Mehrere Wege zur Reduzierung des Lecks in kurzwelligem AlGaN-Phosphid: 1) Erhöhung der Dotierungskonzentration der P-Hülle. Das Erhöhen der Leitungsenergielückendifferenz macht es für Elektronen schwieriger, das Potential zu überqueren. 2) Das Erhöhen der Anzahl von Quantentöpfen macht es möglich, mehr Ladungsträger aufzunehmen und ein Überströmen von Strom zu reduzieren; Wenn die Anzahl der Quantentöpfe zunimmt, muss mehr Strom injiziert werden, um einen Laser zu erzeugen, und somit nimmt der kritische Strom zu.
