プレート(ポストとアンビル)またはワイヤ(またはそれぞれに異なる種類)の間にLEDにギャップがありますか?


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以前は、LED内のプレートの間に(ポストとアンビルの間に)ギャップがあると信じていました。

しかし、私が最近見たウィキペディア(上の描画次https://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode#/media/File:LED,_5mm、(JA).SVG): LEDのイラスト

ポストから金床までのワイヤを示していると思われる「ワイヤボンド」が表示されていることに気付きました。

質問1

実際に物理的なワイヤはありますか?

私は常に電子が隙間を飛び越え、ワイヤーがなく、それがLEDが長持ちする理由の一部だと思っていました。

質問2-明確にするために

そこにワイヤーがある場合、点灯する部分ですか?または、電子はまだギャップをジャンプしますか?(私はそれらがワイヤで行われると仮定していますが、単に明確にしようとしています。)

質問3

ワイヤがある場合、これはLEDの(より)最近の設計変更ですか?過去のLEDにはこのワイヤがあったかどうか。これはワイヤー付きの特殊なタイプのLEDですか?それがないものもありますか?


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ワイヤがない場合、ワイヤが表示されるのはなぜですか?
フィンバー

2
このデザインについては現代的なものはありません。2つのリードの間には常にギャップがあります。実際の半導体材料はどこにあると思いましたか?
フィンバー

8
これが私が常に読んで学ぶ理由です。誰もが何かを学ぶ必要があります。私はエレクトロニクスエンジニアではなく、ソフトウェア開発者でもあります。そのため、LEDがどのように機能するかを物理的に詳しく調べたことはありません。そして、現実的には、プロジェクトでLED を使用している人々のおそらく90%がこれを知らなかったでしょう。ワイヤーを見ることができなかったので、私はギャップをジャンプするという考えを作ったと思います。クールじゃないですか?:| 最近、LEDの仕組みの基本を説明したかったので、説明する前に調査しました。他の多くの人がしないこと。:)
raddevus

9
2Vでそのサイズのギャップをジャンプするのに十分だった場合、私たちはすべて大きな問題に直面するでしょう。
フィンバー

5
電子がジャンプする「ギャップ」は準原子的です-原子自体のエネルギーレベル間で、電極間の実際の物理的空間ではありません。
ピーターベネット

回答:


22

回答1:

はい、実際には物理的なワイヤがあります。ただし、ワイヤはアノードとカソードを短絡させず、アノードから半導体ダイの一部に接続します。

回答2:

ワイヤは単なるワイヤであり、LEDの光出力には寄与しません。(必要な電気接続を提供する以外)

回答3:

これは新しいLEDデザインではありません。

さらなるコメント:

発光機能はすべて、図の「半導体ダイ」とラベル付けされた小さな部分で発生します。実際、必要なのはそれだけです。ダイだけでLEDを製造することができ、それはうまく機能します。使用するのはおそらく非常に難しく、壊れやすいでしょう。

LEDは、順方向バイアス下で大量の光を発する特殊なタイプのダイオードです。電子が飛び越える「ギャップ」はありません。1図の「ワイヤボンド」は、LEDパッケージのアノードワイヤを半導体ダイのアノード接続に接続します。「ワイヤボンディング」はこれらのワイヤを接続するために使用される方法であるため、「ワイヤボンド」と呼ばれます。図の他のすべての目的は、機械的安定性、または光の焦点/焦点のずれです。

1電子はエネルギーバンドギャップを越えて遷移するため、光子が放出されますが、これは物理的なギャップではなく、すべて半導体材料の単一ブロック内にあります。バンドギャップは、半導体のエネルギーバンドモデルの一部です。


2
LEDに十分な電流を流すと、ワイヤが実際に光る場合があります。:)(ダイが過負荷後の短い失敗した場合。)しかし、それはまた、SED(煙発光ダイオード)こと、そしておそらくFEDう(炎発光ダイオード。)
オスカーSkog社

1
@OskarSkog私はかつてSEDを9VAC電源に直接接続していました(さらに悪いことに、わずかな種類のレギュレーションのないリニアトランスでした)。
ドクターJ

1
しかし、そのワイヤは一般的な故障モードを壊していますか?写真に基づいて非常に薄いようです。
JPhi1618

5
@ JPhi1618確かにわかりませんが、指定された動作条件内に留まる場合、ワイヤボンドワイヤの破損は一般的な障害であるとは思いません。ボンドワイヤの直径は約15 umから数百umです。しかし、それらは現在市場に出回っている基本的にすべての集積回路で使用されています。ボンドワイヤの故障が一般的な問題である場合、すべてのICに問題があります。
マット

1
@DaveM何らかのパッケージまたはレンズがあると思います。裸の半導体は非常に壊れやすいです。特にLEDで使用されるIII-Vs
Matt

11

何が起こっているのかをよく示すために、断面のLEDがあります(これは LED障害分析に関する素晴らしい記事引用)。

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ここでは、半導体デバイスがカソードのコーンウェルに収まっているのがわかります。これは、通常の懐中電灯のリフレクターのように機能するためにあります。デバイスからの発光は、p型半導体とn型半導体の接合部のチップのエッジから発生し、リフレクターは光を偏向してLEDデバイスの上部から出ます。

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素晴らしい追加情報。そのビュー/図は本当に有益です。
-raddevus

3

別のスタイルのLEDパッケージの例を次に示します。
LEDのアクティブな部分はダイで、片側がリードであり、ボンドワイヤがもう一方の接続に接続されます。

表面実装パッケージのLED


2

LEDはエレクトロルミネッセンスにより光(光子)を生成します。熱線から光を作り出す光源は白熱と呼ばれます。

LEDは、p型とn型の材料がバンドギャップ材料で分離されたダイオードpn接合で製造されています。ダイオードが順方向にバイアスされると、n型側のドナー自由電子がp型側に拡散し、そこで再結合する多くのp型ホールに遭遇します。この再結合は、非放射(ダイオード)または放射(LED)のいずれかです。

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ダイオードが順方向にバイアスされると、n型側のドナー自由電子がp型側に拡散し、そこで再結合する多くのp型ホールに遭遇します。この再結合は、熱を発生する非放射性(ダイオード)または放射性の光発生(LED)のいずれかです。

放射再結合イベントでは、半導体のバンドギャップエネルギーに等しいエネルギーを持つ1つの光子が放出されます。


LEDレイヤー

バンドギャップは一般に多重量子井戸(MQW)と呼ばれます




LED構造


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テクスチャ表面




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発光面はもはや平らではありません。


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現在のLEDでは、発光面は列に構成されています。

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列は水平でも垂直でもかまいません。

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