Según la página 1268-69 de Fundamentals of Physics de Halliday, Walker & Resnick (décima edición),
Para emitir suficiente luz para ser útil como un LED, el material debe tener un número suficientemente grande de transiciones de electrones-huecos.... Lo que necesitamos es un material semiconductor con un número muy grande de electrones en la banda de conducción y una correspondientemente grande número de huecos en la banda de valencia. Se puede fabricar un dispositivo con esta propiedad colocando una fuerte polarización directa en una unión pn fuertemente dopada, como en la figura 41-16. En tal disposición, la corriente I a través del dispositivo sirve para inyectar electrones en el material de tipo n e inyectar agujeros en el material de tipo p. Si el dopaje es lo suficientemente pesado y la corriente es lo suficientemente grande, la zona de agotamiento puede volverse muy estrecha, quizás de solo unos pocos micrómetros de ancho. El resultado es una gran densidad numérica de electrones en el material tipo n frente a una densidad numérica correspondientemente grande de huecos en el material tipo p, a lo largo de la estrecha zona de agotamiento. Con un número tan grande de densidades tan cerca unas de otras, se producen muchas combinaciones de huecos de electrones, lo que hace que se emita luz desde esa zona.
Ahora, si los pares electrón-hueco dejan de existir debido a la recombinación y dan como resultado una mayor cantidad de electrones y luz "bloqueados", ¿quién continuará conduciendo la electricidad? ¿No se detendrá el flujo de corriente después de un tiempo debido a la ausencia de pares electrón-hueco?
No te quedarás sin electrones y huecos. Hay dos procesos principales a través de los cuales obtendrá más.
La energía térmica generará naturalmente pares de electrones/huecos en su semiconductor. De ahí es de donde vienen en un semiconductor en equilibrio térmico. Sin embargo, este proceso es más lento de lo que nos gustaría para un LED o cualquier diodo. Afortunadamente, podemos ayudarlo inyectando portadores desde fuera del cruce pn. Podemos imaginar una unión pn simple con contactos metálicos un poco retrasados con respecto a la unión pn. Puede inyectar electrones directamente en el lado n, reponiendo los electrones perdidos. En el lado p, tendrá una tasa de generación de electrones/agujeros mucho mayor que le permitirá inyectar agujeros en el lado p de manera efectiva (generando un par electrón/agujero y eliminando el electrón en el metal).
No, la corriente no dejará de fluir ya que la batería mantiene una fuerza electromotriz constante. Algunos electrones libres perderán su energía cinética y quedarán bloqueados. Puede ver este fenómeno, es decir, electrones libres que pierden su energía cinética, como electrones libres que pierden energía cinética ante una resistencia, digamos una bombilla.
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