Светодиод также излучает свет при проведении в лавинном режиме?

8

Я удивляюсь этому из чистого любопытства. Если мы поляризуем светодиод в лавинном режиме, применяя очень высокое обратное напряжение (но оставляя ток низким, чтобы компонент не зажег), возможно ли, чтобы он также излучал свет при использовании таким образом?

(Причина, по которой я не «просто попробую и посмотрю», связана с высоким напряжением).

Bregalad
источник
1
Попробуйте и посмотрите, при надлежащих условиях безопасности. Удаленно активируйте цепь высокого напряжения.
Прохожий
4
Большинство светодиодов имеют довольно низкое (около 5 В) номинальное обратное напряжение - можно получить лавинный ток при лабораторном питании с ограничением по току, не требуя каких-либо изысков высокого напряжения.
ThreePhaseEel
@ThreePhaseEel да, это означает, что для лавинообразного пробоя (не пробоя в стиле Зинера, который заканчивается, как только напряжение падает ниже порогового значения), вам потребуется действительно сильное электронное поле, не разбивающееся не лавинообразно. Это означает, что вам понадобятся чрезвычайно короткие импульсы очень высокого напряжения - и я согласен с Passerby, это, вероятно, ничего, что вы не хотите трогать.
Маркус Мюллер
2
@ThreePhaseEel Нет, светодиоды, которые я тестировал, не ломались даже при -34В.
Брегалад,

Ответы:

5

Я пойду с: В общем, нет, это не тот случай.

Излучение света в устройствах светодиодного типа обычно происходит, когда электроны и дырки рекомбинируют, и энергия, которая освобождается в этом процессе, преобразуется в фотон с результирующей длиной волны. Это происходит в переходной зоне точечного полупроводникового перехода, где есть градиент в зонной структуре.

Давайте представим диод с обратным смещением: в вышеупомянутой переходной зоне практически нет свободных носителей заряда (нет дырок и электронов), поэтому устройство было бы идеальным изолятором - я бы сказал, «было бы», если бы спонтанное создание таких пар носителей не могло бы происходят из-за тепловых эффектов (а также таких вещей, как поглощение фотонов).

Теперь, в условиях лавинного пробоя, электрическое поле в этой изолирующей зоне настолько велико, что носители заряда ускоряются очень быстро - и могут «выбивать» другие заряды из непроводящих полос (чтобы это выглядело немного более научным: электрическое поле дает самопроизвольно создаваемым зарядам импульс, которого достаточно для перехода других зарядов в k-пространстве в зону проводимости).

Теперь эти заряды будут просто перемещаться в контактирующие области и рекомбинировать там - обычно нигде, где нет a) четко определенного запрещенного пространства, обеспечивающего испускание видимых фотонов, и b) нет оптических структур, способных отвести этот свет. Вы просто нагреваете подложку.

Нельзя сказать, что во всем этом не будет излучения света: чисто со стохастической точки зрения может произойти некоторая рекомбинация с видимыми выбросами, а также, что ничто не говорит о том, что во временном процессе этого лавинообразного разрушения победили ' В некоторых случаях полная конфигурация поля не привела бы к интересным диаграммам полос, где могла бы происходить рекомбинация в оптически значимых частях светодиода при совершенно других энергиях фотонов, чем тот, для которого он был рассчитан.

Маркус Мюллер
источник
5

Сначала я подумал, что это не так, но неожиданно я нашел это: СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ РЕЖИМ ЛАВИНЫ

То, что вы хотите сделать, теоретически поддерживается. Но для этого нужно сделать специальные диоды. Я не думаю, что нормальные обычные диоды будут работать. Удачи. Сделайте эксперимент самостоятельно и учитесь.

Anklon
источник
1

Мои исследования посвящены той же теме, и я являюсь автором светодиода сверхпереходного режима в лавинном режиме, как указано выше. Вы можете прочитать эти дополнительные следующие документы, если вы заинтересованы.

http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4931056

http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=2601523

Satadal
источник
0

Будучи ребенком в 1970-х годах, я купил большой светодиодный индикатор TO-60 у излишка продавца. Это привлекло усилитель, и вы могли видеть тусклое красное свечение на глаз. Затем я немедленно убил его, случайно подключив его назад, даже используя соответствующий последовательный резистор. Он сломался где-то ниже 12 В, и края видимых электродов на поверхности чипа испускали широкополосный (белый) свет.

Какая-то лавинообразная флуоресценция? Не цветной или ИК, а белое свечение. Он работал на гораздо выше, чем 1,1 В.

wbeaty
источник
5
Есть ли основания предполагать, что это не было накаливания?
rackandboneman
1
@rackandboneman Возможно. Но светящаяся область находилась на поверхности матрицы, в прямом контакте с прозрачной эпоксидной смолой и кремнием. Чтобы достичь белого тепла (не оранжевого, не желтого), я предположил, что оно не может быть горячим, если материал сначала не образовал слой изолирующего газа, оставляя видимые пузыри и, возможно, затемненную эпоксидную смолу. Кроме того, это было довольно тусклое белое свечение, видимое только на фоне сине-черного Si. Вскоре светодиод погас, замигал, пока я пытался его пульсировать и наблюдать с микроскопом 40х. Нажмите на ссылку Anklon выше: сверхпереходы лавинного режима излучают широкополосный, в обращенных кремниевых диодах.
wbeaty