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[quote="Freakonaleash99"][b]Meine Frage:[/b] Hallo zusammen, Ich habe eine Frage zur genauen Funktionsweise von LEDs, welche ich durch Google Recherche nicht beantworten kann. Ich würde gerne wissen, wo GENAU das Licht erzeugt wird. Ich verstehe das so, dass photonen erzeugt werden, wenn ein Elektron in ein "loch" des p-dotierten Materials fällt. Nach meinen Verständnis sollte Licht also in der gesamten p-schicht erzeugt werden. Wenn das aber so ist, warum braucht man dann aber den pn-übergang? Man könnte doch einfach Strom durch ein p dotiertes Material schicken. Könnt ihr mir sagen, wo mein Denkfehler ist? [b]Meine Ideen:[/b] -[/quote]
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ML
Verfasst am: 06. Okt 2019 22:56
Titel: Re: Wo genau entsteht das Licht in einer LED
Hallo,
Freakonaleash99 hat Folgendes geschrieben:
Ich verstehe das so, dass photonen erzeugt werden, wenn ein Elektron in ein "loch" des p-dotierten Materials fällt. Nach meinen Verständnis sollte Licht also in der gesamten p-schicht erzeugt werden.
Wenn das aber so ist, warum braucht man dann aber den pn-übergang? Man könnte doch einfach Strom durch ein p dotiertes Material schicken.
Der Clou am pn-Übergang ist m. E., dass Du dort viele Löchter und viele Elektronen zusammenbringst. Die Photonen entstehen ja letztlich beim Übergang von p nach n.
Wenn Du nur einen einzigen p-Halbleiter verwendest, hast Du zwar viele Löcher, aber keine überflüssigen Elektronen, denn die Elektronen sind im p-Halbleiter nur Minoritätsladungsträger.
Was man überlegen könnte, ist, ob Du theoretisch mit einem Schottky-Übergang eine LED bauen könntest.
Bei einer "normalen" LED liegt die Durchlasspannung im Bereich von 2V, während die Schottkydiode eher bei 0,3V liegt. Diese Spannungen zeigen Dir ungefähr an, wieviel eV an Energie das entstehende Photon hat. Mit E=hf kannst Du dann weiterrechnen.
Machen wir das mal für 1,8V (rote Diode), so ergibt sich:
Es ergibt sich für die Wellenlänge
was tatsächlich rot ist.
Wenn sich das 1:1 auf den Schottky-Übergang übertragen ließe, wärest Du beim Schottky-Übergang in einem 6fach höheren Wellenlängenbereich, was deutlich im Infrarotbereich liegt.
Die Halbleitertechniker sagen nun aber, dass man sogenannte direkte Halbleiter braucht, um wirklich Photonen zu emittieren:
https://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdiode#Materialwahl_%E2%80%93_indirekte_und_direkte_Halbleiter
Bei indirekten Halbleitern kann das Elektron nicht ohne weiteren Stoßpartner zwischen Leitungs- und Valenzband wechseln, da ansonsten keine Impulserhaltung stattfinden kann. In der Praxis überwiegen bei indirekten Halbleitern andere Rekombinationsmechanismen.
Viele Grüße
Michael
Freakonaleash99
Verfasst am: 06. Okt 2019 13:02
Titel: Wo genau entsteht das Licht in einer LED
Meine Frage:
Hallo zusammen,
Ich habe eine Frage zur genauen Funktionsweise von LEDs, welche ich durch Google Recherche nicht beantworten kann. Ich würde gerne wissen, wo GENAU das Licht erzeugt wird. Ich verstehe das so, dass photonen erzeugt werden, wenn ein Elektron in ein "loch" des p-dotierten Materials fällt. Nach meinen Verständnis sollte Licht also in der gesamten p-schicht erzeugt werden. Wenn das aber so ist, warum braucht man dann aber den pn-übergang? Man könnte doch einfach Strom durch ein p dotiertes Material schicken. Könnt ihr mir sagen, wo mein Denkfehler ist?
Meine Ideen:
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