氮化鎵HEMT LED通過電壓控制燈光，正取代傳統LED電路

圖片來源:香港科技大學

有一種新設備可以使即將到來的microLED顯示器設計更容易，同時可以讓可見光交互系統的（如LiFi）速度更快。

正如IEEE Fellow Kei May Lau所看到的，傳統LED的問題在於：它屬於電流控制，能迅速將設備打開或關閉以控制亮度，或用它們來實現Li-Fi需要認真斟酌的同時也會有繁雜的電路設計。

Lau說：「大多數IC設計人員寧願使用電壓控制設備，但LED是電流控制設備。」對於他們來說，LED高電流和低電壓要求的結合讓設計驅動程序變得麻煩。

因此，她和她的學生們發明了一種裝置，即HEMT-LED，這使得它更便捷。HEMT-LED有點像一個發光晶體管，讓你控制光發射開關以及通過電壓信號控制亮度。

由氮化鎵製成的HEMT-LED將一個高電子遷移率晶體管(HEMT)和一個非常緊密的LED集成為一個簡易的設備。

HEMTs能夠快速切換，因為它們通過一種叫做二維電子氣體的超薄、高電導層來限制電流流動。在HEMT LED中，LED成為晶體管結構的一部分。電流流過設備的LED部分，然後進入電子-氣體層。

簡單地連接一個HEMT和LED就不會產生同樣的結果。同時，也不會將氮化鎵發光二極體與硅CMOS晶體管結合在一起。本月在IEEE Electron Device Letters報告的結果中，Lau的團隊將其HEMT-LEDs與後一種系統進行了比較，發現它可以更快地轉換5兆赫茲，儘管它驅動的發光區域比原來擴大了200倍。(大型設備添加電容；電容放緩信號。)

圖片來源:香港科技大學

HEMT-LED是一種通過電壓信號控制光發射的三端設備。該器件在控制電流的同時，能夠實現快速切換是其關鍵特性之一。在HEMT LED上修改500 Hz信號的電壓脈衝寬度，使LED可以從100％的光輸出調光到0.1％，而LED不會改變顏色，但是如果電流控制不當，可能會發生顏色變化。以前只能通過相當複雜的電路來實現這種廣泛的強度。但是對於HEMT-LED來說，調光功能是該設備的固有特性。這種光滑，快速的調光可能對家庭照明來說是過度的，但這對於獲得LED背光液晶顯示屏的良好對比度至關重要。

Lau指出該設備可見光通信的潛力。她的團隊以每秒16兆以上的速度測量了HEMT-LED傳輸。但是，它是否可以用於Li-Fi，通過車頭燈的車對車通信，或者其他方面，則需要進一步調查。她指出，需要權衡信號的傳播距離有多遠。更長的距離需要更亮的LED，但更大的LED開關速度更慢，從而降低數據速率。

她的實驗室一直致力於製造更小型的HEMT-LED陣列，希望將其納入microLED顯示器中。這些仍在發展中的顯示器正在由蘋果和Facebook等科技巨頭和Aledia等公司進行。

原文來自IEEE Spectrum 網站，原文題目New Device Could Drive MicroLED Displays, Li-Fi，由材料科技在線匯總整理。

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