Existe uma lacuna em um LED entre as placas (poste e bigorna) ou um fio (ou existem tipos diferentes de cada)?

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Anteriormente, eu acreditava que havia um espaço entre as placas dentro de um LED (entre o poste e a bigorna).

No entanto, vi recentemente o seguinte desenho na wikipedia ( https://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode#/media/File:LED,_5mm, verde (en) .svg ):

Percebi que ele mostra a "ligação do fio", que parece indicar um fio do poste à bigorna.

Questão 1

Existe realmente um fio físico lá?

Eu sempre pensei que os elétrons pulavam a brecha e que não havia fio e isso era parte do motivo pelo qual os LEDs duravam tanto tempo.

Pergunta 2 - para maior clareza

Se houver um fio lá, é a parte que acende? Ou os elétrons ainda pulam a brecha? (Eu suponho que eles sejam conduzidos pelo fio, mas apenas tentando esclarecer.)

Pergunta (s) 3

Se o fio estiver lá, é uma alteração (mais) recente no design para LEDs? Os LEDs do passado tinham ou não esse fio? Este é um tipo especial de LED com o fio e há alguns que não o possuem?

led circuit-design components

— raddevus
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Por que mostraria um fio se não havia um?

— precisa

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Nada moderno sobre este design. Sempre houve uma lacuna entre as duas pistas - elas entrariam em curto juntos. Onde você achou que o material semicondutor real estava localizado?

— precisa

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É por isso que leio e aprendo constantemente. Todo mundo tem que aprender as coisas em algum momento. Não sou engenheiro eletrônico - sou desenvolvedor de software -, por isso nunca examinei a física de perto de como um LED funciona. E, realisticamente, provavelmente 90% das pessoas que usam LEDs em seus projetos não sabiam disso. Acho que inventei a ideia de pular a brecha, porque não via o fio. Isso não é legal? : | Recentemente, eu queria explicar o básico de como um LED funciona, então eu investiguei antes de explicar. Outra coisa que muitas pessoas não fazem. :)

— raddevus

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Se 2V fosse suficiente para saltar uma lacuna desse tamanho, todos estaríamos com grandes problemas.

— precisa

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A "lacuna" que os elétrons saltam é subatômica - entre os níveis de energia nos próprios átomos. Não é um espaço físico real entre os eletrodos.

— Peter Bennett

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Resposta 1:

Sim, existe realmente um fio físico lá. No entanto, o fio não provoca curto-circuito no ânodo e no cátodo, ele se conecta a partir do ânodo em parte da matriz do semicondutor.

Resposta 2:

O fio é apenas um fio, não contribui para a saída de luz do LED. (Além de fornecer uma conexão elétrica necessária)

Resposta 3:

Este não é um novo design de LED.

Comentários adicionais:

Toda a função de emissão de luz acontece na pequena parte denominada "Semiconductor Die" na figura. De fato, essa é a única parte necessária. Você poderia produzir um LED com apenas a matriz e funcionaria bem. Embora provavelmente seria bastante difícil de usar e frágil.

LEDs são um tipo especial de diodo que emite uma quantidade significativa de luz sob polarização direta. Não existe uma "lacuna" pela qual os elétrons pulem. ¹ A "Ligação do fio" no diagrama conecta o fio do ânodo na embalagem do LED à conexão do ânodo na matriz do semicondutor. É chamado de "ligação de fio" porque "ligação de fio" é o método usado para conectar esses fios. O objetivo de tudo o mais no diagrama é estabilidade mecânica ou foco / desfocagem da luz.

^{1 Os} elétrons fazem a transição através do intervalo da banda de energia, que é o que os leva a emitir fótons, mas esse não é um intervalo físico, está tudo dentro de um único bloco de material semicondutor. A diferença de banda é uma parte do modelo de banda de energia dos semicondutores.

— Matt
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Dê ao LED corrente suficiente e o fio poderá realmente brilhar. :) (. Se o dado não curto após uma sobrecarga) Mas também seria uma SED (fumaça emitting diode), e, provavelmente, um FED (diodo emissor de chama.)

— Oskar Skog

1

@OskarSkog Certa vez, conectei um SED diretamente a uma fonte de alimentação de 9VAC (que, para piorar a situação, era um transformador linear sem o menor tipo de regulamentação).

— Doktor J

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Mas esse fio está quebrando um modo de falha comum? Parece muito fino com base na imagem.

— JPhi1618 7/11

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@ JPhi1618 Não sei ao certo, mas duvido que a quebra do fio de ligação seja uma falha comum se você permanecer dentro das condições operacionais especificadas. Os fios de ligação têm entre 15 e algumas centenas de diâmetro. Mas eles são usados em basicamente todos os circuitos integrados no mercado hoje. Se a falha do fio bond fosse um problema comum, todos os CIs teriam o problema.

— Matt

1

@DaveM Suponho que eles tenham algum tipo de embalagem ou lente. O semicondutor vazio é bastante frágil. Especialmente a III-Vs usada em LEDs

— Mt

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Para mostrar uma boa imagem do que está acontecendo, aqui está um LED na seção transversal (extraído deste belo artigo sobre análise de falhas de LED )

Aqui você pode ver o dispositivo semicondutor sentado no poço do cone do cátodo. Este poço está lá para funcionar como o refletor em uma lanterna normal. A emissão de luz do dispositivo vem da borda do chip na junção entre os semicondutores do tipo p e do tipo n e o refletor desvia a luz para sair da parte superior do dispositivo de LED.

— J ...
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Informações adicionais fantásticas. Essa visão / diagrama é realmente instrutiva.

— Raddevus 8/11

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Aqui está um exemplo de um pacote de LEDs de estilo diferente.
A parte ativa do LED é a matriz, de um lado é o condutor, e o fio de ligação é conectado à outra conexão.

— DaveM
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Os LEDs criam luz (fótons) por eletroluminescência. As fontes de luz que criam luz a partir de um fio de brilho térmico são chamadas de incandescentes.

Os LEDs são fabricados com uma junção pn de diodo em que o material do tipo p e do tipo n é separado por um material com bandgap. Quando um diodo é polarizado para a frente, os elétrons livres do doador no lado do tipo n se difundem para o lado do tipo p, onde encontram muitos orifícios do tipo p com os quais se recombinam. Essa recombinação pode ser não-radiativa (diodos) ou radiativa (LEDs).

Quando um diodo é polarizado para a frente, os elétrons livres do doador no lado do tipo n se difundem para o lado do tipo p, onde encontram muitos orifícios do tipo p com os quais se recombinam. Essa recombinação pode ser geradora de calor não-radiativa (diodos) ou radiativa, geradora de luz (LEDs).

Em um evento de recombinação radiativa, um fóton com energia igual à energia de bandgap do semicondutor é emitido.