¿Hay un espacio en un LED entre las placas (poste y yunque) o un cable (o hay diferentes tipos de cada uno)?

Anteriormente creía que había un espacio entre las placas dentro de un LED (entre el poste y el yunque).

Sin embargo, recientemente vi el siguiente dibujo en wikipedia ( https://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode#/media/File:LED,_5mm, green (en).svg ):ilustración de LED

Noté que muestra el "enlace de alambre" que parece indicar un alambre desde el poste hasta el yunque.

Pregunta 1

¿Hay realmente un cable físico allí?

Siempre pensé que los electrones saltaban la brecha y que no había cable y eso era parte de por qué los LED duraban tanto.

Pregunta 2 - para mayor claridad

Si hay un cable ahí, ¿es la parte que se enciende? O, ¿los electrones todavía saltan la brecha? (Supongo que se llevan a cabo en el cable, pero solo intento aclarar).

Pregunta(s) 3

Si el cable está ahí, ¿es este un cambio de diseño (más) reciente a los LED? ¿Los LED del pasado tenían o no este cable? ¿Es este un tipo especial de LED con el cable y hay algunos que no lo tienen?

¿Por qué mostraría un cable si no lo había?
No estaba seguro de que fuera correcto y había creído que había una brecha durante tanto tiempo (ingenuo) que me sorprendió verlo. Nunca he visto eso en los muchos años que he trabajado con LED: soy un aficionado a la electrónica. :) Además, como pregunté, también tengo curiosidad si se trata de un cambio de diseño moderno o si siempre ha sido así.
Nada moderno en este diseño. Siempre ha habido una brecha entre los dos protagonistas; de lo contrario, estarían en corto. ¿Dónde creías que se encontraba el material semiconductor real?
Pensé que posiblemente había una brecha y ningún cable en los diseños más antiguos. Sabía que, como siempre, había una brecha, pero no estaba seguro sobre el cable.
Todavía no estoy seguro de dónde crees que se habría ubicado el material semiconductor. Tiene que ir en la parte superior para que brille hacia arriba a través de la lente. Y el cable tiene que estar allí para conectarlo al otro cable.
Salta la brecha, ¿dónde qué por qué? ¿De dónde sacaste esas tonterías? Es un LED, no una bombilla de neón...
Es por eso que constantemente leo y aprendo. Todo el mundo tiene que aprender cosas en algún momento. No soy ingeniero electrónico, soy desarrollador de software, por lo que nunca he examinado de cerca la física de cómo funciona un LED. Y, siendo realistas, probablemente el 90 % de las personas que usan LED en sus proyectos no lo sabían. Creo que inventé la idea de saltar la brecha, porque no podía ver el cable. ¿No es genial? :| Recientemente quería explicar los conceptos básicos de cómo funciona un LED, así que investigué antes de explicar. Otra cosa que mucha gente no hace. :)
Y creo que probablemente extrapolé la idea de los electrones saltando la brecha de mi conocimiento limitado de los capacitores y sus placas (el LED tiene dos placas) y la idea de la chispa ( en.wikipedia.org/wiki/Spark_gap ).
Si 2V fuera suficiente para saltar una brecha de ese tamaño, todos estaríamos en un gran problema.
@Finbarr eso es divertido y en realidad es un muy buen punto que no había pensado completamente. Esa es también la razón por la que la electrónica SE es tan fantástica: para aprender estas cosas.
La "brecha" que saltan los electrones es subatómica: entre los niveles de energía en los átomos mismos, no es un espacio físico real entre electrodos.
Pregunta diferente: ¿por qué fabrican electrodos LED en estas formas?
@immibis Esa es una buena pregunta. Quiero decir, ¿por qué la publicación no es solo una publicación recta y el yunque es lo suficientemente grande como para sostener el dado del semiconductor? Supongo que se produjo a través de la investigación empírica cuando los desarrolladores de LED los crearon y los probaron en un proceso iterativo y descubrieron que ciertas cualidades los hacían durar más y funcionar mejor. Acabo de buscar y, wow, se ha hecho esa pregunta: electronics.stackexchange.com/questions/93858/…

Respuestas (4)

Respuesta 1:

Sí, en realidad hay un cable físico allí. Sin embargo, el cable no cortocircuita el ánodo y el cátodo, sino que se conecta desde el ánodo a una parte de la matriz del semiconductor.

Respuesta 2:

El cable es solo un cable, no contribuye a la salida de luz del LED. (Aparte de proporcionar una conexión eléctrica necesaria)

Respuesta 3:

Este no es un nuevo diseño LED.

Más comentarios:

Toda la función de emisión de luz ocurre en la pequeña parte etiquetada como "Troquel Semiconductor" en la figura. De hecho, esa es la única parte necesaria. Podría producir un LED con solo el dado, y funcionaría bien. Aunque probablemente sería bastante difícil de usar y frágil.

Los LED son un tipo especial de diodo que emite una cantidad significativa de luz con polarización directa. No hay una "brecha" por la que salten los electrones. 1 El "Wire Bond" en el diagrama conecta el cable del ánodo en el paquete LED a la conexión del ánodo en la matriz del semiconductor. Se llama "unión de cables" porque "unión de cables" es el método utilizado para conectar estos cables. El propósito de todo lo demás en el diagrama es la estabilidad mecánica o el enfoque/desenfoque de la luz.

1 Los electrones hacen la transición a través de la brecha de la banda de energía, que es lo que hace que emitan fotones, pero esta no es una brecha física, todo está dentro de un solo bloque de material semiconductor. La brecha de banda es una parte del modelo de banda de energía de los semiconductores.

Muchas gracias. Me alegro mucho de que hayas explicado que la matriz de semiconductores es de donde también se emite la luz, porque pensé que el enlace del cable tal vez estaba brillando. Me alegro por la claridad. Gran explicación.
Dale suficiente corriente al LED y el cable podría brillar. :) (Si el dado falla después de una sobrecarga). Pero también sería un SED (diodo emisor de humo) y probablemente un FED (diodo emisor de llama).
@OskarSkog Una vez conecté un SED directamente a una fuente de alimentación de 9 V CA (que, para empeorar las cosas, era un transformador lineal sin el más mínimo tipo de regulación).
Pero, ¿ese cable se rompe como un modo de falla común? Parece muy delgado según la imagen.
@ JPhi1618 No lo sé con certeza, pero dudo que la rotura del cable de unión sea una falla común si se mantiene dentro de las condiciones de operación especificadas. Los hilos de unión tienen un diámetro de alrededor de 15 um a unos pocos cientos de um. Pero se utilizan básicamente en todos los circuitos integrados del mercado actual. Si la falla del cable de unión fuera un problema común, todos los circuitos integrados tendrían el problema.
"Un LED con solo el dado" ¿no es eso lo que son los LED SMD? ¿Alguien puede obtener un diagrama de ellos?
@DaveM Supongo que tienen algún tipo de paquete o lente. El semiconductor desnudo es bastante frágil. Especialmente los III-V utilizados en LED.
@ Matt - ¡seguro! el troquel está en algún tipo de marco de sustrato y los cables de unión se conectan a los cables del paquete. Al igual que un IC, solo que con una lente transparente en la parte superior. El OP trata sobre el clásico LED de plomo axial. Hay muchos más tipos por ahí en estos días.

Para mostrar una buena imagen de lo que está pasando, aquí hay un LED en sección transversal (tomado de este buen artículo sobre el análisis de fallas de LED )

ingrese la descripción de la imagen aquí

Aquí puede ver el dispositivo semiconductor sentado en el cono del cátodo. Este pozo está ahí para funcionar como el reflector de una linterna normal. La emisión de luz del dispositivo proviene del borde del chip en la unión entre los semiconductores tipo p y tipo n y el reflector desvía la luz para que salga por la parte superior del dispositivo LED.

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Fantástica información adicional. Esa vista/diagrama es realmente instructiva.

Aquí hay un ejemplo de un paquete LED de estilo diferente.
La parte activa del LED es el troquel cuyo lado es el conductor y el cable de conexión se une a la otra conexión.

LED en un paquete de montaje en superficie

Los LED crean luz (fotones) por electroluminiscencia. Las fuentes de luz que crean luz a partir de un hilo de calor incandescente se denominan incandescentes.

Los LED se fabrican con una unión pn de diodo donde el material tipo p y tipo n está separado por un material de banda prohibida. Cuando un diodo tiene polarización directa, los electrones libres del donante en el lado de tipo n se difunden hacia el lado de tipo p donde encuentran muchos huecos de tipo p con los que se recombinan. Esta recombinación puede ser no radiativa (diodos) o radiativa (LED).

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Cuando un diodo tiene polarización directa, los electrones libres del donante en el lado de tipo n se difunden hacia el lado de tipo p donde encuentran muchos huecos de tipo p con los que se recombinan. Esta recombinación puede ser generadora de calor no radiante (diodos) o generadora de luz radiante (LED).

En un evento de recombinación radiativa, se emite un fotón con energía igual a la energía de banda prohibida del semiconductor.

capas de LED

La banda prohibida se denomina comúnmente pozo multicuántico (MQW)



Estructura LED

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Superficie texturizada



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La superficie emisora ​​de luz ya no es plana.

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En los LED actuales las superficies emisoras de luz están estructuradas en columnas.

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Las columnas pueden ser horizontales o verticales.

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