Um LED também emite luz ao conduzir no modo avalanche?

8

Eu me pergunto isso por pura curiosidade. Se polarizarmos um LED no modo avalanche, aplicando uma voltagem reversa muito alta (mas mantendo a corrente baixa para que o componente não frite), é possível que ele também emita luz quando usado dessa maneira?

(A razão pela qual "não apenas experimente e veja" é por causa das altas tensões envolvidas).

led diodes avalanche-breakdown Bregalad
fonte
1
Experimente e veja, sob condições de segurança adequadas. Ative remotamente o circuito de alta tensão.
transeunte
4
A maioria dos LEDs tem uma classificação de tensão reversa bastante baixa (em torno de 5V) - conseguir uma avalanche deve ser possível com um suprimento de laboratório com corrente limitada, sem necessidade de material de alta tensão.
ThreePhaseEel
@ThreePhaseEel sim, isso significa que, para a quebra de avalanches (não a quebra do estilo Zener, que termina assim que a tensão cai abaixo do limite), você precisará de um campo E realmente forte, sem quebrar de maneira não-avalanche. O que significa que você precisará de pulsos extremamente curtos de voltagem extremamente alta - e eu concordo com o Passerby, provavelmente não é nada que você queira tocar.
Marcus Müller
2
@ThreePhaseEel Não, os LEDs nos quais testei não quebraram nem em -34V.
Br17Nadad

Respostas:

5

Eu vou com um: Em geral, não, não é esse o caso.

A emissão de luz em dispositivos do tipo LED normalmente ocorre quando os elétrons e os orifícios se recombinam, e a energia liberada nesse processo é convertida em um fóton com o comprimento de onda resultante. Isso acontece na zona de transição de uma junção semicondutora pontilhada, onde há gradiente na estrutura da banda.

Vamos imaginar um diodo com polarização reversa: na zona de transição acima mencionada, praticamente não há portadores de carga livre (sem buracos e elétrons), portanto o dispositivo seria um isolador perfeito - eu digo "seria" se a criação espontânea de tais pares de portadores pudesse acontecem devido a efeitos térmicos (e também, coisas como absorção de fótons).

Agora, sob condições de avaria de avalanches, o campo elétrico nessa zona de isolamento é tão alto que as transportadoras são aceleradas muito rapidamente - e podem "eliminar" outras cargas das bandas não condutoras (para fazer com que isso pareça um pouco mais científico: o campo elétrico fornece às cargas criadas espontaneamente um impulso suficiente para fazer a transição de cargas adicionais no espaço k para a banda de condução).

Agora, essas cargas apenas viajam para as áreas de contato e se recombinam lá - geralmente em nenhum lugar onde há a) um intervalo de banda bem definido para tornar provável a emissão de fótons visíveis eb) nenhuma estrutura óptica para acoplar essa luz. Você apenas aquece o substrato.

Isso não quer dizer que não haverá emissões de luz em tudo isso: puramente do ponto de vista estocástico, alguma recombinação com emissões visíveis pode acontecer e também nada diz que, durante o processo temporal do colapso da avalanche, não haverá ' Em alguns momentos, em que toda a configuração do campo não levava a diagramas de banda interessantes, onde a recombinação nas partes opticamente relevantes do LED pode ocorrer, com energias de fótons totalmente diferentes das projetadas para o LED.

Marcus Müller
fonte
5

Primeiro, achei que não, mas surpreendentemente encontrei o seguinte: O DIODO EMISSOR DE LUZ DA SUPERJUNÇÃO AVALANCHE-MODE

Então, o que você quer fazer é teoricamente suportado. Mas para isso, você precisa criar diodos especiais. Eu não acho que os diodos regulares normais funcionem. Boa sorte. Faça o experimento sozinho e aprenda.

Anklon
fonte
0

Quando criança, na década de 1970, comprei um grande LED IR TO-60 de um vendedor excedente. Desenhou um amplificador, e você podia ver o brilho vermelho escuro a olho. Então eu imediatamente o matei acidentalmente, ligando-o para trás, mesmo usando o resistor em série adequado. Ele quebrou em algum lugar abaixo de 12V, e as bordas dos eletrodos visíveis na face do chip emitiam uma luz de banda larga (branca).

Algum tipo de fluorescência no modo avalanche? Não colorido, ou IR, mas brilho branco. Ele estava funcionando muito acima de 1,1V.

wbeaty
fonte
5
Alguma razão para supor que não era incandescente?
rackandboneman
1
@rackandboneman Talvez. Mas a região brilhante estava na superfície da matriz, em contato direto com epóxi transparente e silício. Para obter calor branco (não laranja, não amarelo), presumi que não poderia estar quente, a menos que o material desenvolvesse uma camada isolante de gás, deixando bolhas visíveis e talvez epóxi escurecido. Além disso, era um brilho branco bastante escuro, visível apenas contra a cor do Si azul-preto. O LED logo falhou em curto, enquanto eu estava tentando pulsá-lo e observar com microscópio 40x. Clique no link da Anklon acima: as superjunções no modo avalanche emitem banda larga, em diodos de silício invertidos.
Wbeaty