¿Por qué un LED tiene que ser un diodo?

Sé que LED significa diodo emisor de luz; pero ¿por qué este componente necesita ser un diodo para emitir luz?

Mi pregunta supone que los "leds" que vemos en todas partes (para iluminación, pantallas, etc.) son en realidad diodos; esta suposición podría estar equivocada.

Las respuestas existentes pierden el núcleo de la pregunta.

Un LED debe ser un diodo, específicamente porque la forma en que los portadores de carga se recombinan en la unión del diodo polarizado hacia adelante libera la cantidad correcta de energía para crear fotones en el rango visible. Pasar una corriente a través de un trozo de semiconductor sin unión de diodos simplemente produciría calor.

También es importante para la eficiencia que el semiconductor sea un material de banda prohibida directa , para que la energía no se pierda en los fonones (vibraciones de cristal - calor) en lugar de los fotones.

Los diodos de silicio regulares también emiten luz, pero debido a que el intervalo de banda es demasiado bajo, los fotones emitidos están en el rango infrarrojo e invisibles para el ojo. Además, el silicio es un material de banda prohibida indirecta, que reduce en gran medida su eficiencia en la producción de fotones.

¿Por qué este componente necesita ser un diodo para emitir luz?

Por la conservación de la energía, la emisión de luz implica la entrada de energía. Es normal suministrar energía eléctrica a través de dos cables, por lo que el emisor de luz eléctrico más simple tiene dos terminales de cableado, es decir, es un diodo.

Los semiconductores de dos terminales reemplazaron los tubos de dos terminales (llenos de vacío o de gas) que tenían dos electrodos, que se llamaron 'diodo', y el nombre se ha pegado. Los paneles electroluminiscentes de antaño también eran semiconductores que emitían luz, pero no se producían en los tipos de líneas de montaje de alta tecnología en las que se fabrican los diodos electrónicos. Por lo tanto, esos no se llamaban diodos.

Los dispositivos "LED" blancos a su alrededor no son simples diodos semiconductores, sino estructuras con diodos y fósforos que emiten cantidades útiles de luz blanca, que tienen un diodo emisor azul y fósforos rojos / naranjas / amarillos / verdes que convierten la luz azul. Las lentes y otras características para la emisión efectiva de luz son comunes; Los LED no se parecen a otros diodos prácticos, excepto que tienen dos cables o terminales de conexión.

LED significa diodo emisor de luz; pero ¿por qué este componente necesita ser un diodo para emitir luz?

Porque los LED son un diodo que posee las mismas características que un diodo de estado sólido común.

Mi pregunta supone que los "leds" que vemos en todas partes (para iluminación, pantallas, etc.) son en realidad diodos; esta suposición podría estar equivocada.

Su suposición es correcta.

Un diodo es un componente electrónico que tiene baja resistencia en una dirección. Es un dispositivo de doble electrodo (ánodo y cátodo) donde el flujo de electrones del cátodo al ánodo es de baja conductancia y el flujo de electrones primario es el flujo de alta conductancia del ánodo al cátodo.

Los diodos más comunes están hechos de materiales semiconductores cristalizados (por ejemplo, silicona, arseniuro de germanio y galio, fosfuro de indio, zafiro y cuarzo) que están impregnadas de impurezas de tipo p y n que están separadas por el bloque de construcción de semiconductores más simple, la unión pn.

Hay muchos tipos de diodos con varias características. Son las propiedades de los dopantes pyn y su efecto sobre las características de voltaje-corriente de la unión pn lo que separa un tipo de diodo de otro.

Lo anterior se aplica a todos los diodos, incluidos los LED.

En los LED, los dopantes tienen propiedades de electroluminiscencia. Cuando los electrones cruzan la unión pn, muchos de los electrones se transforman en partículas subatómicas llamadas fotones.

Los diodos emisores de luz se llaman diodos porque en realidad son diodos semiconductores que también emiten fotones en forma de UV, luz visible e IR.

Un diodo es el dispositivo semiconductor más simple. Y, el dispositivo semiconductor más simple también se puede hacer para emitir luz. Voila! ¡Diodo emisor de luz! Uno podría llamarlo un dispositivo semiconductor emisor de luz (LES), pero eso sonaría como un nombre real ... muuuy genial.

[editado] De los comentarios a continuación, existen dispositivos semiconductores sin diodos. Sin embargo, parecen ser sensores y no emiten luz. El módulo peltier transfiere calor, pero no lo crea. Por lo tanto, es concebible que en el futuro se pueda crear un dispositivo semiconductor emisor de luz que no sea un diodo. Sin embargo, es probable que tenga un nuevo nombre (no un diodo o LED).

Entonces, hasta ahora, en una pantalla de TV y en cualquier otro lugar, si se llama un LED, la luz (parte visible o invisible del espectro) en realidad se origina en el LED mismo. Es la fuente de luz eficiente más barata de producir. Por supuesto, puede haber "LED falso" ... bombillas de neón o mini bombillas incandescentes que parecen LED. Los he visto en decoraciones de luces navideñas, y son un poco más baratos que los reales.