Por que um LED precisa ser um diodo?

Eu sei que LED significa Diodo Emissor de Luz; mas por que esse componente precisa ser um diodo para emitir luz?

Minha pergunta pressupõe que os "leds" que vemos em todos os lugares (para iluminação, telas etc.) são na verdade diodos - essa suposição pode estar errada.

As respostas existentes não atendem ao cerne da questão.

Um LED precisa ser um diodo, especificamente porque a maneira como os portadores de carga se recombinam na junção de diodo com polarização direta libera a quantidade correta de energia para criar fótons na faixa visível. Passar uma corrente através de um pedaço de semicondutor sem junção de diodo simplesmente produziria calor.

Também é importante para a eficiência que o semicondutor seja um material de gap de banda direta , para que a energia não seja perdida nos fônons (vibrações de cristal - calor) e não nos fótons.

Os diodos de silício regulares também emitem luz, mas como o intervalo de banda é muito baixo, os fótons emitidos estão na faixa de infravermelho e são invisíveis aos olhos. Além disso, o silício é um material de folga de banda indireta, o que reduz bastante sua eficiência na produção de fótons.

por que esse componente precisa ser um diodo para emitir luz?

Por conservação de energia, emissão de luz implica entrada de energia. É normal fornecer energia elétrica através de dois fios; portanto, o emissor de luz com alimentação elétrica mais simples possui dois terminais de fiação, ou seja, é um diodo.

Os semicondutores de dois terminais substituíram os tubos de dois terminais (cheios a vácuo ou a gás) com dois eletrodos, chamados de 'diodo', e o nome ficou preso. Os painéis eletroluminescentes do passado também eram semicondutores que emitiam luz, mas não eram produzidos nos tipos de linhas de montagem de alta tecnologia em que os diodos eletrônicos são fabricados. Portanto, esses não eram chamados de diodos.

Os dispositivos "LED" brancos ao seu redor não são simples diodos semicondutores, mas estruturas com diodos e fósforos que emitem quantidades úteis de luz branca, possuindo um diodo emissor de azul e fósforos vermelho / laranja / amarelo / verde que convertem a luz azul. Lentes e outros recursos para emissão efetiva de luz são comuns; Os LEDs não se assemelham a outros diodos práticos, exceto pelo fato de terem dois fios ou terminais de conexão.

LED significa Diodo Emissor de Luz; mas por que esse componente precisa ser um diodo para emitir luz?

Porque os LEDs são um diodo que possui as mesmas características de um diodo de estado sólido comum.

Minha pergunta pressupõe que os "leds" que vemos em todos os lugares (para iluminação, telas etc.) são na verdade diodos - essa suposição pode estar errada.

Sua suposição está correta.

Um diodo é um componente eletrônico que possui baixa resistência em uma direção. É um dispositivo de eletrodo duplo (ânodo e cátodo) em que o fluxo de elétrons de cátodo para ânodo é de baixa condutância e o fluxo primário de elétrons é o fluxo de alta condutância de ânodo para cátodo.

Os diodos mais comuns são feitos de materiais semicondutores cristalizados (por exemplo, silicone, germânio e arseneto de gálio, fosfeto de índio, safira e quartzo) que são dopados com impurezas do tipo p e n que são separadas pelo bloco de construção de semicondutores mais simples, a junção pn.

Existem muitos tipos de diodos com várias características. São as propriedades dos dopantes p e n e seus efeitos sobre as características tensão-corrente da junção pn que separam um tipo de diodo do outro.

O acima se aplica a todos os diodos, incluindo LEDs.

Nos LEDs, os dopantes têm propriedades de eletroluminescência. Quando os elétrons estão atravessando a junção pn, muitos dos elétrons são transformados em partículas subatômicas chamadas fótons.

Os diodos emissores de luz são chamados de diodos porque na verdade são diodos semicondutores que também emitem fótons na forma de UV, luz visível e IR.

Um diodo é o dispositivo semicondutor mais simples. E, o dispositivo semicondutor mais simples também pode ser fabricado para emitir luz. Voila! Diodo emissor de luz! Pode-se potencialmente chamá-lo de dispositivo semicondutor emissor de luz (LES), mas isso soaria como um nome real ... não é legal.

[editado] Dos comentários abaixo, existem dispositivos semicondutores sem diodos. No entanto, eles parecem sensores e não emitem luz. O módulo peltier transfere calor, mas não o cria. Portanto, é concebível que um dispositivo semicondutor emissor de luz possa ser criado no futuro e não seja um diodo. No entanto, provavelmente teria um novo nome (não um diodo ou LED).

Até agora, em uma tela de TV e em qualquer outro lugar, se for chamado de LED, a luz (parte visível ou invisível do espectro) realmente se origina do próprio LED. É a fonte de luz eficiente mais barata para produzir. É claro que pode haver "LED falso" ... lâmpadas de neon ou mini lâmpadas incandescentes que se parecem com LED. Eu já vi aqueles em decorações de Natal, e eles são um pouco mais baratos que o real.