¿Hay un espacio en un LED entre las placas (poste y yunque) o un cable (o hay diferentes tipos de cada uno)?

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Anteriormente creía que había un espacio entre las placas dentro de un LED (entre el poste y el yunque).

Sin embargo, recientemente vi el siguiente dibujo en wikipedia ( https://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode#/media/File:LED,_5mm, green (en) .svg ):

Me di cuenta de que muestra el "enlace de cable" que parece indicar un cable desde el poste hasta el yunque.

Pregunta 1

¿Hay realmente un cable físico allí?

Siempre pensé que los electrones saltaron la brecha y que no había cable y eso fue parte de por qué los LED duraron tanto.

Pregunta 2 - para mayor claridad

Si hay un cable allí, ¿es la parte que se ilumina? ¿O los electrones aún saltan la brecha? (Supongo que se llevan a cabo en el cable, pero solo intento aclarar).

Pregunta (s) 3

Si el cable está allí, ¿se trata de un cambio de diseño (más) reciente a los LED? ¿Los LED del pasado tenían o no este cable? ¿Es este un tipo especial de LED con el cable y hay algunos que no lo tienen?

led circuit-design components

— raddevus
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¿Por qué mostraría un cable si no hubiera uno?

— Finbarr

2

Nada moderno sobre este diseño. Siempre ha habido una brecha entre los dos cables, de lo contrario se acortarían. ¿Dónde creías que estaba ubicado el material semiconductor real?

— Finbarr

8

Es por eso que constantemente leo y aprendo. Todos tienen que aprender cosas en algún momento. No soy un ingeniero electrónico, soy un desarrollador de software, así que nunca he examinado la física de cerca de cómo funciona un LED. Y, de manera realista, probablemente el 90% de las personas que usan LED en sus proyectos no sabían esto. Creo que inventé la idea de saltar la brecha, porque no podía ver el cable. ¿No es genial? : | Recientemente quería explicar los conceptos básicos de cómo funciona un LED, así que investigué antes de explicarlo. Algo más que mucha gente no hace. :)

— raddevus

99

Si 2V fuera suficiente para saltar una brecha de ese tamaño, todos estaríamos en un gran problema.

— Finbarr

55

La "brecha" que saltan los electrones es subatómica, entre los niveles de energía en los átomos, no es un espacio físico real entre los electrodos.

— Peter Bennett

22

Respuesta 1:

Sí, en realidad hay un cable físico allí. Sin embargo, el cable no corta el ánodo y el cátodo, sino que se conecta desde el ánodo a una parte de la matriz de semiconductores.

Respuesta 2:

El cable es solo un cable, no contribuye a la salida de luz del LED. (Aparte de proporcionar una conexión eléctrica necesaria)

Respuesta 3:

Este no es un nuevo diseño de LED.

Más comentarios:

Toda la función de emisión de luz ocurre en la parte pequeña etiquetada "Semiconductor Die" en la figura. De hecho, esa es la única parte necesaria. Podría producir un LED con solo el dado, y funcionaría bien. Aunque probablemente sería bastante difícil de usar y frágil.

Los LED son un tipo especial de diodo que emite una cantidad significativa de luz bajo polarización directa. No hay una "brecha" por la que saltan los electrones. ¹ El "enlace del cable" en el diagrama conecta el cable del ánodo en el paquete de LED a la conexión del ánodo en la matriz del semiconductor. Se llama "enlace de cable" porque el método utilizado para conectar estos cables es "enlace de cable". El propósito de todo lo demás en el diagrama es la estabilidad mecánica o el enfoque / desenfoque de la luz.

^{1 Los} electrones hacen la transición a través de la brecha de banda de energía, que es lo que hace que emitan fotones, pero esto no es una brecha física, está dentro de un solo bloque de material semiconductor. La brecha de banda es parte del modelo de banda de energía de los semiconductores.

— Mate
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2

Déle al LED suficiente corriente y el cable podría en realidad brillar. :) (Si el dado falla poco después de una sobrecarga.) Pero también sería un SED (diodo emisor de humo), y probablemente un FED (diodo emisor de llama).

— Oskar Skog

1

@OskarSkog Una vez conecté un SED directamente a una fuente de alimentación de 9 VCA (que, para empeorar las cosas, era un transformador lineal sin el más mínimo tipo de regulación).

— Doktor J

1

¿Pero ese cable está rompiendo un modo de falla común? Parece muy delgado según la imagen.

— JPhi1618

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@ JPhi1618 No lo sé con certeza, pero dudo que la rotura del cable de enlace sea una falla común si permanece dentro de las condiciones de operación especificadas. Los cables de enlace son de alrededor de 15 um a unos cientos de um de diámetro. Pero se utilizan básicamente en todos los circuitos integrados del mercado actual. Si la falla del cable de enlace fuera un problema común, todos los circuitos integrados tendrían el problema.

— Matt

1

@DaveM Supongo que tienen algún tipo de paquete o lente. El semiconductor desnudo es bastante frágil. Especialmente los III-V utilizados en LED

— Matt

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Para mostrar una buena imagen de lo que está sucediendo, aquí hay un LED en sección transversal (tomado de este bonito artículo sobre análisis de fallas de LED )

Aquí puede ver el dispositivo semiconductor instalado en el cono del cátodo. Este pozo está ahí para funcionar como el reflector en una linterna normal. La emisión de luz del dispositivo proviene del borde del chip en la unión entre los semiconductores tipo p y tipo n, y el reflector desvía la luz para salir de la parte superior del dispositivo LED.

— J ...
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Fantástica información adicional. Esa vista / diagrama es realmente instructivo.

— raddevus

3

Aquí hay un ejemplo de un paquete de LED de estilo diferente.
La parte activa del LED es la matriz cuyo lado es el cable, y el cable de enlace se conecta a la otra conexión.

— DaveM
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2

Los LED crean luz (fotones) por electroluminiscencia. Las fuentes de luz que crean luz a partir de un cable de incandescencia se llaman incandescentes.

Los LED se fabrican con una unión pn de diodo donde el material tipo p y tipo n está separado por un material de banda prohibida. Cuando un diodo está polarizado hacia adelante, los electrones libres de donantes en el lado de tipo n se difunden hacia el lado de tipo p donde encuentran muchos agujeros de tipo p con los que se recombinan. Esta recombinación puede ser no radiativa (diodos) o radiativa (LED).

Cuando un diodo está polarizado hacia adelante, los electrones libres de donantes en el lado de tipo n se difunden hacia el lado de tipo p donde encuentran muchos agujeros de tipo p con los que se recombinan. Esta recombinación puede ser calorífica no radiativa (diodos) o radiativa, luz generadora (LED).

En un evento de recombinación radiativa, se emite un fotón con energía igual a la energía de banda prohibida del semiconductor.