Warum muss eine LED eine Diode sein?

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Ich weiß, LED steht für Light Emitting Diode; Aber warum muss diese Komponente eine Diode sein, um Licht zu emittieren?

Meine Frage geht davon aus, dass die "LEDs", die wir überall sehen (für Beleuchtung, Bildschirme usw.), tatsächlich Dioden sind - diese Annahme könnte falsch sein.

noamtm
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Es gab Zeiten, in denen die Lichtquellen niemals LEDs waren. Zu Ihrer Frage: Was LED heißt, ist LED. Wenn jemand LED etwas nennt, das keine LED ist, liegen sie falsch.
Eugene Sh.
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Es muss keine LED sein, um Licht zu emittieren, es muss jedoch eine Diode sein, um eine Leuchtdiode zu sein.
Robert Fay
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Es gibt auch lichtemittierende Kondensatoren (allgemein als EL-Draht bezeichnet) und lichtemittierende Widerstände (allgemein als Glühlampen bezeichnet) sowie lichtemittierende Vakuumröhren (allgemein als CRTs bezeichnet) und lichtemittierende Gasentladungsröhren (allgemein als Leuchtstofflampen bezeichnet) ...
Herd
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ich möchte nicht unhöflich klingen ... je mehr ich deine frage lese, desto weniger sinn macht es ... vielleicht muss deine frage umformuliert werden ... im moment ist deine frage so etwas wie diese i know that birds lay eggs, but do they really have to lay eggs?... Vielleicht fragen Sie nach, light emission from a PN junctionanstatt zu fragen, ob "what we know as LED" has to be a diode... im Endeffekt festgestellt wurde, dass ein PN-Übergang Licht emittiert und wünschenswerte Eigenschaften hat, während er Licht emittiert ... diese Entdeckung wurde auf das Niveau entwickelt, das wir heute sehen ... es muss eine Diode sein (PN jnc)
jsotola
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@Felthry Es gibt sogar Licht emittierendes Holz ohne Strom ...
Hagen von Eitzen

Antworten:

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Die vorhandenen Antworten verfehlen den Kern der Frage.

Eine LED muss eine Diode sein, insbesondere weil die Art und Weise, in der die Ladungsträger in dem in Durchlassrichtung vorgespannten Diodenübergang rekombinieren, die richtige Energiemenge freisetzt, um Photonen im sichtbaren Bereich zu erzeugen. Ein Strom durch einen Halbleiterblock ohne Diodenübergang zu leiten, würde einfach Wärme erzeugen.

Für die Effizienz ist es auch wichtig, dass der Halbleiter ein Material mit direkter Bandlücke ist, damit Energie nicht an Phononen (Kristallschwingungen - Wärme), sondern an Photonen verloren geht.

Normale Siliziumdioden emittieren ebenfalls Licht, aber da die Bandlücke zu gering ist, befinden sich die emittierten Photonen im Infrarotbereich und sind für das Auge unsichtbar. Silizium ist auch ein Material mit indirekter Bandlücke, was seine Effizienz bei der Erzeugung von Photonen stark verringert.

Dave Tweed
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Tolle Techno-Antwort.
Sparky256
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Siliziumdioden sind weitaus weniger effiziente Lichtemitter als das, was wir normalerweise als LEDs bezeichnen, da Silizium ein indirektes Bandlückenmaterial ist. Und es gibt auch zahlreiche LED-Typen, die auf die gleiche Weise wie sichtbare LEDs Infrarot emittieren, die jedoch nicht aus Silizium bestehen.
Das Photon
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Sie benötigen also eine Kreuzung, um Licht zu emittieren. Könnte ein Gerät mit zwei (oder mehr) Halbleiterübergängen Licht emittieren? Ist ein Leuchttransistor möglich?
Jetpack
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@ Jetpack: Sicher, es ist konzeptionell möglich. Tatsächlich wurden in diesem Bereich einige Vorarbeiten geleistet.
Dave Tweed
+1. Phonon ist ein neues Wort für mich. Du lebst und lernst.
Wossname
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Warum muss diese Komponente eine Diode sein, um Licht zu emittieren?

Durch die Einsparung von Energie impliziert die Lichtemission eine Leistungsaufnahme. Es ist normal, elektrische Energie über zwei Drähte zu liefern, so dass der einfachste elektrisch betriebene Lichtsender zwei Verdrahtungsanschlüsse hat, dh eine Diode ist.

Halbleiter mit zwei Anschlüssen ersetzten Röhren mit zwei Anschlüssen (vakuum- oder gasgefüllt) mit zwei Elektroden, die als "Diode" bezeichnet wurden, und der Name ist geblieben. Elektrolumineszenz-Panels von gestern waren ebenfalls Halbleiter, die Licht ausstrahlten, aber nicht in den High-Tech-Fertigungsstraßen hergestellt wurden, in denen elektronische Dioden hergestellt werden. Diese wurden also nicht als Dioden bezeichnet.

Weiße "LED" -Vorrichtungen in Ihrer Umgebung sind keine einfachen Halbleiterdioden, sondern Strukturen mit Dioden und Leuchtstoffen, die nützliche Mengen an weißem Licht abgeben. Sie haben eine blau emittierende Diode und rot / orange / gelb / grüne Leuchtstoffe, die das blaue Licht konvertieren. Linsen und andere Merkmale für eine effektive Lichtemission sind üblich. LEDs ähneln keinen anderen praktischen Dioden, außer dass sie zwei Drähte oder Anschlussklemmen haben.

Whit3rd
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Licht emittierende elektrolumineszierende Festkörperbauelemente wurden IMMER als Dioden bezeichnet, als festgestellt wurde, dass die ersten experimentellen Dioden 1907 Licht emittierten. LEDs haben heute noch alle Eigenschaften einer gemeinsamen Diode.
Missverstanden
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@misunderstood Ja, es sind die Spannung-Strom-Eigenschaften, die es zu einer Diode machen. Das ist so, seit sie in den frühen Tagen Gläser mit Quecksilber und so weiter waren. Der einzelne pn-Übergang ist für die Eigenschaften verantwortlich, die ihn zu einer Diode machen.
Stian Yttervik
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Der einfachste elektrisch betriebene Lichtsender ist ein Widerstand, auch bekannt als Glühlampe. Es ist keine Diode.
user71659
@ user71659 Da eine Glühlampe zwei Anschlüsse hat, kann sie mit Strom versorgt werden. Die Klemmen sind miteinander (durch das Filament) verdrahtet, sodass nur eine Elektrode vorhanden ist (und der Name "Diode" nicht angehängt wird).
Pfingsten
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@ Whit3rd Aber user71659 hat doch recht. Der einfachste elektrisch betriebene Lichtsender ist keine Diode, sondern ein Widerstand (Glühlampe). Nur weil es zwei Anschlüsse hat, muss es nicht als Diode bezeichnet werden: having two electrodes, which were called 'diode', and the name has stuck- Das macht keinen Sinn, sonst sollten Kondensatoren, Widerstände und Spulen auch als Dioden bezeichnet werden
Slebetman
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LED steht für Light Emitting Diode; Aber warum muss diese Komponente eine Diode sein, um Licht zu emittieren?

Weil LEDs eine Diode sind, die die gleichen Eigenschaften wie eine gewöhnliche Festkörperdiode besitzt.


Meine Frage geht davon aus, dass die "LEDs", die wir überall sehen (für Beleuchtung, Bildschirme usw.), tatsächlich Dioden sind - diese Annahme könnte falsch sein.

Ihre Annahme ist richtig.


Eine Diode ist eine elektronische Komponente, die in einer Richtung einen geringen Widerstand aufweist. Es handelt sich um eine Doppelelektrodenvorrichtung (Anode und Kathode), bei der der Elektronenfluss von der Kathode zur Anode einen geringen Leitwert aufweist und der Primärelektronenfluss den hohen Leitwert von der Anode zur Kathode darstellt.

Die gebräuchlichsten Dioden bestehen aus kristallisierten Halbleitermaterialien (z. B. Silikon, Germanium und Galliumarsenid, Indiumphosphid, Saphir und Quarz), die mit Verunreinigungen vom p- und n-Typ dotiert sind, die durch den einfachsten Halbleiterbaustein, den pn-Übergang, getrennt sind.

Es gibt viele Arten von Dioden mit verschiedenen Eigenschaften. Es sind die Eigenschaften der p- und n-Dotierstoffe und ihre Auswirkung auf die Spannungs-Strom-Eigenschaften des pn-Übergangs, die einen Diodentyp von einem anderen Typ trennen.

Dies gilt für alle Dioden einschließlich LEDs.

In LEDs haben die Dotierstoffe Elektrolumineszenzeigenschaften. Wenn die Elektronen den pn-Übergang überqueren, werden viele der Elektronen in subatomare Teilchen umgewandelt, die als Photonen bezeichnet werden.

Leuchtdioden werden Dioden genannt, da es sich tatsächlich um Halbleiterdioden handelt, die Photonen in Form von UV, sichtbarem Licht und IR aussenden.

Falsch verstanden
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Eine Diode ist das einfachste Halbleiterbauelement. Und die einfachste Halbleitervorrichtung kann auch dazu gebracht werden, Licht zu emittieren. Voila! Leuchtdiode! Man könnte es möglicherweise als lichtemittierendes Halbleiterbauelement (LES) bezeichnen, aber das klingt einfach nach einem richtigen Namen ... sooo nicht cool.

[bearbeitet] Aus den Kommentaren unten geht hervor, dass Halbleiterbauelemente ohne Dioden existieren. Sie scheinen jedoch Sensoren zu sein und geben kein Licht ab. Das Peltier-Modul überträgt Wärme, erzeugt sie jedoch nicht. So ist es denkbar, dass zukünftig ein lichtemittierendes Halbleiterbauelement geschaffen wird, das keine Diode ist. Es würde jedoch wahrscheinlich einen neuen Namen haben (keine Diode oder LED).

Bisher stammt auf einem Fernsehbildschirm und überall sonst, wenn es als LED bezeichnet wird, das Licht (sichtbarer oder unsichtbarer Teil des Spektrums) tatsächlich von der LED selbst. Es ist die kostengünstigste und effizienteste Lichtquelle. Es kann natürlich "gefälschte LED" geben ... Neonröhren oder Mini-Glühlampen, die wie LED aussehen. Ich habe diese in Weihnachtslichtdekorationen gesehen, und sie sind ein bisschen billiger als das Original.

Indraneel
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Ist LES ein Tippfehler? Wenn ja, dann sehe ich nicht, wie etwas, das keine Diode ist, als Diode bezeichnet werden kann.
Eugene Sh.
Es ist immer eine Diode. Eine Diode ist ein Halbleiter. Eine Leuchtdiode ist also auch ein lichtemittierender Halbleiter. Für alle praktischen Zwecke ist ein lichtemittierender Halbleiter auch eine lichtemittierende Diode (es sei denn, Sie kennen einen Nicht-Dioden-Halbleiter, der Licht erzeugt).
Indraneel
OK, also ist LES Light Emitting Semiconductor. Das wollte ich klären.
Eugene Sh.
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@EugeneSh. Zur Verdeutlichung: "LES" ist kein realer (anerkannter) Begriff. Es ist nur etwas, was ich mir ausgedacht habe. Nur für mich ist es ein Akronym für Light Emitting Semiconductor. Auf dem Markt gibt es so etwas wie diesen Namen nicht.
Indraneel
Eine Diode ist ein Halbleiterbauelement, kein Halbleiter.
Herd