Apakah ada celah dalam LED antara pelat (post & landasan) atau kawat (atau apakah ada jenis yang berbeda dari masing-masing)?

15

Saya sebelumnya percaya ada celah antara pelat di dalam LED (antara tiang dan landasan).

Namun, saya baru-baru ini melihat gambar berikut di wikipedia ( https://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode#/media/File:LED,_5mm, hijau (en) .svg ):

Saya perhatikan bahwa itu menunjukkan "ikatan kawat" yang tampaknya menunjukkan kawat dari pos ke landasan.

pertanyaan 1

Apakah sebenarnya ada kawat fisik di sana?

Saya selalu berpikir elektron melompati celah dan bahwa tidak ada kawat dan itu adalah bagian dari mengapa LED bertahan begitu lama.

Pertanyaan 2 - untuk kejelasan

Jika ada kawat di sana, apakah itu bagian yang menyala? Atau, apakah elektron masih melompati celah? (Saya menduga mereka dilakukan pada kawat, tetapi hanya berusaha untuk mengklarifikasi.)

Pertanyaan 3

Jika kabelnya ada, apakah ini (lebih) perubahan desain terbaru menjadi LED? Apakah LED di masa lalu memiliki atau tidak memiliki kabel ini? Apakah ini jenis LED khusus dengan kabel dan ada beberapa yang tidak memilikinya?

led circuit-design components

— raddevus
sumber

10

Mengapa itu menunjukkan kawat jika tidak ada?

— Finbarr

2

Tidak ada yang modern tentang desain ini. Selalu ada celah di antara kedua lead - mereka akan menyingkat bersama. Di mana menurut Anda bahan semikonduktor yang sebenarnya berada?

— Finbarr

8

Inilah sebabnya saya terus membaca dan belajar. Setiap orang harus mempelajari berbagai hal pada titik tertentu. Saya bukan insinyur elektronik - saya seorang pengembang perangkat lunak - jadi saya tidak pernah memeriksa fisika dekat tentang cara kerja LED. Dan, secara realistis, mungkin 90% orang yang menggunakan LED di proyek mereka tidak mengetahui hal ini. Saya pikir saya mengarang ide untuk melompati celah, karena saya tidak bisa melihat kawat. Bukankah itu keren? : | Baru-baru ini saya ingin menjelaskan dasar-dasar bagaimana LED bekerja jadi saya menyelidiki sebelum saya menjelaskan. Hal lain yang tidak dilakukan banyak orang. :)

— raddevus

9

Jika 2V cukup untuk melompati celah sebesar itu, kita semua akan berada dalam masalah besar.

— Finbarr

5

"Celah" yang dilompati elektron adalah sub-atom - antara tingkat energi dalam atom itu sendiri, Ini bukan ruang fisik nyata antara elektroda.

— Peter Bennett

22

Jawaban 1:

Ya, sebenarnya ada kawat fisik di sana. Namun, kawat tidak menyingkat anoda dan katoda, menghubungkan dari anoda ke bagian semikonduktor mati.

Jawaban 2:

Kawat itu hanya kawat, itu tidak berkontribusi pada output cahaya dari LED. (Selain menyediakan koneksi listrik yang diperlukan)

Jawaban 3:

Ini bukan desain LED baru.

Komentar lebih lanjut:

Semua fungsi pemancar cahaya terjadi pada bagian kecil berlabel "Semiconductor Die" pada gambar. Padahal, itulah satu-satunya bagian yang diperlukan. Anda bisa menghasilkan LED dengan hanya mati, dan itu akan berfungsi dengan baik. Meskipun mungkin akan sangat sulit digunakan, dan rapuh.

LED adalah jenis dioda khusus yang memancarkan sejumlah besar cahaya di bawah bias maju. Tidak ada "celah" yang dilompati elektron. ¹ "Wire Bond" pada diagram menghubungkan kawat anoda pada paket LED ke koneksi anoda pada dudukan semikonduktor. Ini disebut "ikatan kawat" karena "ikatan kawat" adalah metode yang digunakan untuk menghubungkan kabel-kabel ini. Tujuan dari semua yang lain dalam diagram adalah stabilitas mekanis, atau pemfokusan cahaya / defocusing.

¹ Elektron melakukan transisi melintasi celah pita energi, yang menyebabkan mereka memancarkan foton, tetapi ini bukan celah fisik, semuanya dalam satu blok bahan semikonduktor. Celah pita adalah bagian dari model pita energi semikonduktor.

— Mat
sumber

2

Berikan cukup arus LED dan kawat mungkin benar-benar bersinar. :) (Jika die gagal setelah kelebihan beban.) Tapi itu juga akan menjadi SED (dioda pemancar asap), dan mungkin FED (dioda pemancar api.)

— Oskar Skog

1

@ OskarSkog Saya pernah menghubungkan SED langsung ke catu daya 9VAC (yang, memperburuk keadaan, adalah trafo linier tanpa sedikit pun peraturan).

— Doktor J

1

Tetapi apakah kawat itu melanggar mode kegagalan umum? Sepertinya sangat tipis berdasarkan gambar.

— JPhi1618

5

@ JPhi1618 Saya tidak tahu pasti tapi saya ragu bahwa putusnya ikatan kawat adalah kegagalan umum jika Anda tetap dalam kondisi operasi yang ditentukan. Kabel obligasi memiliki diameter sekitar 15 um hingga beberapa ratus um. Tetapi pada dasarnya mereka digunakan di setiap sirkuit terintegrasi yang ada di pasaran saat ini. Jika kegagalan ikatan kawat adalah masalah umum, semua IC akan memiliki masalah.

— Matt

1

@DaveM Saya berasumsi mereka memiliki semacam paket atau lensa. Semikonduktor telanjang cukup rapuh. Terutama III-V yang digunakan dalam LED

— Matt

11

Untuk menunjukkan gambar yang bagus tentang apa yang terjadi, berikut ini adalah penampang LED (diambil dari ini artikel bagus ini tentang analisis kegagalan LED )

Di sini Anda dapat melihat perangkat semikonduktor duduk di sumur kerucut katoda. Sumur ini berfungsi seperti halnya reflektor dalam senter normal. Emisi cahaya dari perangkat berasal dari tepi chip di persimpangan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n dan reflektor membelokkan cahaya untuk keluar dari bagian atas perangkat LED.

— J ...
sumber

Info tambahan yang fantastis. Pandangan / diagram itu sangat instruktif.

— raddevus

3

Berikut adalah contoh paket LED gaya berbeda.
Bagian aktif dari LED adalah dadu yang satu sisi adalah timah, dan kawat ikatan melekat pada koneksi lainnya.

— DaveM
sumber

2

LED menciptakan cahaya (foton) dengan electroluminescence. Sumber cahaya yang menghasilkan cahaya dari kawat pijar panas disebut lampu pijar.

LED dibuat dengan sambungan pn dioda di mana bahan tipe-p dan tipe-n dipisahkan oleh bahan celah pita. Ketika sebuah dioda bias maju, elektron-elektron bebas donor pada sisi tipe-n berdifusi ke sisi tipe-p di mana mereka menemukan banyak lubang tipe-p yang dengannya mereka bergabung kembali. Rekombinasi ini dapat berupa non-radiatif (dioda) atau radiatif (LED).

Ketika sebuah dioda bias maju, elektron-elektron bebas donor pada sisi tipe-n berdifusi ke sisi tipe-p di mana mereka menemukan banyak lubang tipe-p yang dengannya mereka bergabung kembali. Rekombinasi ini dapat berupa penghasil panas non-radiasi (dioda) atau radiatif, penghasil cahaya (LED).

Dalam peristiwa rekombinasi radiasi, satu foton dengan energi yang sama dengan energi celah pita dari semikonduktor dipancarkan.