Pourquoi une LED doit-elle être une diode?

Je sais que LED signifie Light Emitting Diode; mais pourquoi ce composant doit-il être une diode pour émettre de la lumière?

Ma question suppose que les "leds" que nous voyons partout (pour l'éclairage, les écrans, etc.) sont en fait des diodes - cette hypothèse pourrait être fausse.

Les réponses existantes manquent au cœur de la question.

Une LED doit être une diode, en particulier parce que la façon dont les porteurs de charge se recombinent dans la jonction de diode polarisée vers l'avant libère la bonne quantité d'énergie pour créer des photons dans le domaine visible. Le passage d'un courant à travers un bloc de semi-conducteur sans jonction de diode ne produirait que de la chaleur.

Il est également important pour l'efficacité que le semi-conducteur soit un matériau à bande interdite directe , afin que l'énergie ne soit pas perdue dans les phonons (vibrations cristallines - chaleur) plutôt que dans les photons.

Les diodes au silicium ordinaires émettent également de la lumière, mais comme la bande interdite est trop faible, les photons émis sont dans la plage infrarouge et invisibles à l'œil. De plus, le silicium est un matériau à bande interdite indirecte, ce qui réduit considérablement son efficacité à produire des photons.

pourquoi ce composant doit-il être une diode pour émettre de la lumière?

Par conservation de l'énergie, l'émission de lumière implique un apport d'énergie. Il est normal de fournir de l'énergie électrique via deux fils, donc l'émetteur de lumière électrique le plus simple a deux bornes de câblage, c'est-à-dire une diode.

Les semi-conducteurs à deux bornes ont remplacé les tubes à deux bornes (remplis de vide ou remplis de gaz) ayant deux électrodes, appelées «diode», et le nom est resté. Les panneaux électroluminescents d'antan étaient également des semi-conducteurs qui dégageaient de la lumière, mais n'étaient pas produits dans les types de chaînes de montage de haute technologie dans lesquelles les diodes électroniques sont fabriquées. Donc, ce ne sont pas des diodes.

Les dispositifs "LED" blancs autour de vous ne sont pas de simples diodes semi-conductrices, mais sont des structures avec des diodes et des luminophores qui dégagent des quantités utiles de lumière blanche, ayant une diode électroluminescente bleue et des luminophores rouge / orange / jaune / vert qui convertissent la lumière bleue. Les lentilles et autres caractéristiques pour une émission lumineuse efficace sont courantes; Les LED ne ressemblent pas à d'autres diodes pratiques, sauf qu'elles ont deux fils ou bornes de connexion.

LED signifie Diode électroluminescente; mais pourquoi ce composant doit-il être une diode pour émettre de la lumière?

Parce que les LED sont une diode qui possède les mêmes caractéristiques qu'une diode à semi-conducteurs commune.

Ma question suppose que les "leds" que nous voyons partout (pour l'éclairage, les écrans, etc.) sont en fait des diodes - cette hypothèse pourrait être fausse.

Votre hypothèse est correcte.

Une diode est un composant électronique qui a une faible résistance dans une direction. Il s'agit d'un dispositif à double électrode (anode et cathode) où le flux d'électrons de la cathode à l'anode est à faible conductance et le flux d'électrons principal est le flux à conductance élevée de l'anode à la cathode.

Les diodes les plus courantes sont constituées de matériaux semi-conducteurs cristallisés (par exemple silicone, germanium et arséniure de gallium, phosphure d'indium, saphir et quartz) qui sont dopés avec des impuretés de type p et n qui sont séparées par le bloc de construction semi-conducteur le plus simple, la jonction pn.

Il existe de nombreux types de diodes aux caractéristiques diverses. Ce sont les propriétés des dopants p et n et leur effet sur les caractéristiques tension-courant de la jonction pn qui séparent un type de diode d'un autre.

Ce qui précède s'applique à toutes les diodes, y compris les LED.

Dans les LED, les dopants ont des propriétés d'électroluminescence. Lorsque les électrons traversent la jonction pn, de nombreux électrons sont transformés en particules subatomiques appelées photons.

Les diodes électroluminescentes sont appelées diodes car ce sont en effet des diodes semi-conductrices qui émettent également des photons sous forme d'UV, de lumière visible et d'IR.

Une diode est le dispositif semi-conducteur le plus simple. Et, le dispositif semi-conducteur le plus simple peut également être conçu pour émettre de la lumière. Voila! Diode électro-luminescente! On pourrait potentiellement l'appeler un dispositif semi-conducteur électroluminescent (LES), mais cela ressemblerait à un vrai nom ... donc pas cool.

[modifié] D'après les commentaires ci-dessous, il existe des dispositifs semi-conducteurs sans diodes. Cependant, ils semblent être des capteurs et n'émettent pas de lumière. Le module Peltier transfère la chaleur, mais ne la crée pas. Ainsi, il est concevable qu'un dispositif semi-conducteur électroluminescent puisse être créé à l'avenir qui ne soit pas une diode. Cependant, il aurait probablement un nouveau nom (pas une diode ou une LED).

Donc, jusqu'à présent, sur un écran de télévision et partout ailleurs, si on l'appelle une LED, la lumière (partie visible ou invisible du spectre) provient en fait de la LED elle-même. C'est la source lumineuse efficace la moins chère à produire. Il peut bien sûr y avoir des "fausses LED" ... des ampoules au néon ou des mini ampoules incandescentes qui ressemblent à des LED. J'ai vu ceux-ci dans des décorations lumineuses de Noël, et ils sont un peu moins chers que la vraie chose.