Une LED émet-elle également de la lumière lorsqu'elle est conduite en mode avalanche?

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Je me le demande par pure curiosité. Si nous polarisons une LED en mode avalanche en appliquant une tension inverse très élevée (mais en gardant le courant faible pour que le composant ne frise pas), est-il possible qu'il émette également de la lumière lorsqu'il est utilisé de cette façon?

(La raison pour laquelle je ne "l'essaye pas et vois" est à cause des hautes tensions impliquées).

led diodes avalanche-breakdown Bregalad
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Essayez-le et voyez, dans des conditions de sécurité appropriées. Activez à distance le circuit haute tension.
Passerby
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La plupart des LED ont une tension nominale inverse plutôt basse (environ 5 V) - il devrait être possible d'en provoquer une en cas d'avalanche avec une alimentation de laboratoire limitée en courant, aucun élément haute tension sophistiqué nécessaire.
ThreePhaseEel
@ThreePhaseEel oui, cela signifie que pour une panne d'avalanche (pas une panne de style Zener qui se termine dès que la tension tombe en dessous du seuil), vous aurez besoin d'un champ E vraiment puissant sans tomber en panne sans avalanche. Ce qui signifie que vous aurez besoin d'impulsions extrêmement courtes de tension extrêmement élevée - et je suis d'accord avec Passerby, ce n'est probablement rien que vous vouliez toucher.
Marcus Müller
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@ThreePhaseEel Non, les LED sur lesquelles j'ai testé cela ne se sont pas cassées même à -34V.
Bregalad

Réponses:

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J'y vais avec un: en général, non, ce n'est pas le cas.

L'émission de lumière dans les appareils de type LED se produit généralement lorsque les électrons et les trous se recombinent, et l'énergie qui est libérée dans ce processus est convertie en photon avec la longueur d'onde résultante. Cela se produit dans la zone de transition d'une jonction semiconductrice en pointillés, où il y a un gradient dans la structure de la bande.

Imaginons une diode en polarisation inverse: dans la zone de transition susmentionnée, il n'y a pratiquement pas de porteurs de charge gratuits (pas de trous et d'électrons), donc l'appareil serait un isolateur parfait - je dis "serait" sinon la création spontanée de telles paires de porteurs pourrait se produire en raison d'effets thermiques (et aussi, des choses comme l'absorption des photons).

Maintenant, dans des conditions de panne d'avalanche, le champ électrique à travers cette zone d'isolement est si élevé que les porteurs de charges s'accélèrent très rapidement - et pourraient "assommer" d'autres charges des bandes non conductrices (pour rendre cela un peu plus scientifique: le champ électrique donne aux charges créées spontanément une impulsion suffisante pour faire passer d'autres charges dans l'espace k vers la bande de conduction).

Maintenant, ces charges vont simplement voyager vers les zones de contact et s'y recombiner - généralement nulle part où il y a a) une bande interdite bien définie pour rendre probable l'émission de photons visibles et b) aucune structure optique pour coupler cette lumière. Vous chauffez simplement le substrat.

Cela ne veut pas dire qu'il n'y aura pas d'émissions lumineuses dans tout cela: purement d'un point de vue stochastique, une recombinaison avec des émissions visibles pourrait se produire, et aussi, rien ne dit que, au cours du processus temporel de cette avalanche, il y aurait gagné '' Il y aura des moments où la configuration de champ entière ne conduirait pas à des diagrammes de bande intéressants où la recombinaison dans les parties optiquement pertinentes de la LED pourrait avoir lieu, à des énergies de photons totalement différentes de celles pour lesquelles la LED a été conçue.

Marcus Müller
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D'abord, je pensais que ce ne serait pas le cas, mais étonnamment, j'ai trouvé ceci: LA DIODE ÉLECTROLUMINESCENTE DE SUPERJONCTION EN MODE AVALANCHE

Donc, ce que vous voulez faire est théoriquement pris en charge. Mais pour cela, vous devez fabriquer des diodes spéciales. Je ne pense pas que les diodes normales normales fonctionneront. Bonne chance. Faites l'expérience par vous-même et apprenez.

Anklon
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Enfant, dans les années 1970, j'ai acheté une grande LED TO-60 IR à un vendeur excédentaire. Il a attiré un ampli, et vous pouvez voir la lueur rouge sombre à l'œil. Ensuite, je l'ai immédiatement tué en le branchant accidentellement en arrière, même en utilisant la résistance série appropriée. Il est tombé en panne quelque part en dessous de 12V, et les bords des électrodes visibles sur la face de la puce ont émis une lumière à large bande (blanche).

Une sorte de fluorescence en mode avalanche? Pas coloré, ou IR, mais une lueur blanche. Il fonctionnait à bien plus haut que 1,1V.

wbeaty
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Une raison de supposer que ce n'était pas de l'incandescence?
rackandboneman
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@rackandboneman Peut-être. Mais la région incandescente était à la surface de la filière, en contact direct avec de l'époxy clair et du silicium. Pour atteindre la chaleur blanche (pas orange, pas jaune), j'ai supposé qu'il ne pouvait pas être chaud à moins que le matériau n'ait d'abord développé une couche de gaz isolant, laissant un bouillonnement visible et peut-être un époxyde noirci. De plus, c'était une lueur blanche assez faible, visible uniquement contre la couleur du Si bleu-noir. La LED a rapidement échoué en court-circuit, alors que j'essayais de la pulser et d'observer avec un microscope 40x. Cliquez sur le lien d'Anklon ci-dessus: les superjonctions en mode avalanche émettent à large bande, dans des diodes en silicium inversé.
wbeaty