Kann eine Fotodiode Licht aussenden?

Ich habe gelesen, dass eine LED (hauptsächlich Licht emittierend) auch als Fotodiode (hauptsächlich Licht detektierend) verwendet werden kann. Ist das umgekehrt wahr? Ich meine, kann eine Photodiode auch Licht emittieren?

Geben Sie ihm genug Strom und ja, er wird (kurz) Licht abgeben ... und rauchen ... und Geräusche ;)

Antworten (2)

Ja, es kann und tut es. Jede Rekombination der Ladungsträger (Elektronen und Löcher), die ständig stattfindet, emittiert Licht mit einem Energieniveau, das der Bandlücke entspricht, 1,12 eV (minus nur ein bisschen) ~ 1 um für Silizium. Es muss jedoch angemerkt werden, dass dies ein sehr ineffizienter Prozess ist. Aus diesem Grund wird es nicht direkt verwendet, sondern in einigen Diagnosewerkzeugen verwendet.

Muss ich es nur umgekehrt anschließen?
Hoppla, eine typische PIN-Silizium-Fotodiode wird kein Licht emittieren. Es ist ein Material mit indirekter Bandlücke. Jetzt kann eine GaAs-Fotodiode ... Ich habe noch nie eine verwendet und weiß es nicht genau.
@GeorgeHerold Das ist absolut falsch, es IST ein sehr ineffizienter Prozess, es muss den k-Raum (Phononen) beinhalten, um zu emittieren, aber es wird trotzdem emittieren. Oberflächeneffekte, Fallen und Defekte werden den Prozess betonen. Wenn Sie Recht hätten, würden einige sehr wichtige Diagnosegeräte nicht funktionieren.
@Kozuch Die Rekombinationsrate erhöht sich, wenn sie in Vorwärtsrichtung voreingenommen ist. Denken Sie daran, dass Sie Si nicht verwenden können, um dies zu erkennen, da die Emission im Wesentlichen bei der Energie der Bandlücke liegt. Wahrscheinlich wäre InGaAs die beste Wahl.
@placeholder, OK, mein Fehler, es wird nicht sehr viel Licht emittieren. Ich habe ein bisschen damit gespielt. pvlighthouse.com.au/calculators/recombination%20calculator/… Für intrinsisches Si ist die Rate verdammt gering! (Oh, welches Diagnosegerät meinst du?)
Diese Antwort wäre besser, wenn Sie hinzufügen würden, dass diese Emission weitaus weniger effizient ist als das, was in einer LED vor sich geht.
@placeholder, ich habe Pankove ("Optical Processes in Semi's") aus dem Regal gezogen. Er listet die intrinsische Strahlungsrekombinationszeit für einige Halbwellen auf. Si ist 4,6 Stunden ... typische Zahlen liegen im Mikrosekundenbereich. GaAs ist nicht aufgeführt.
@ThePhoton fair genug!
@GeorgeHerold Ich habe dieses Buch auch, aber ich habe das Buch gerade nicht bei mir, aber ich würde sagen, dass das Ergebnis wahrscheinlich für Intrinsic Si (dh Material, das dotiert wird, wenn Sie es falsch betrachten) gilt keine aufgeprägten elektrischen Felder und keine Drift. Verfügt es über Informationen zu typischen Dopingwerten? sogar sehr leichtes Doping, sagen wir 1 e-16? Ich bezog mich auf PEM _ Photon Emission Microscopy, die fairerweise wirklich mit Defekten aufleuchtet. Aber Sie können Licht sehen, das von Rekombinationsereignissen in Verbindungsstellen emittiert wird.
Ja, Pankove hat Zahlen für 10^17/cm^3. es sind 2,5 ms. Die Rate sollte als Trägerdichte (?) gehen (sobald sie weit von der intrinsischen Dotierung entfernt ist). Die intrinsische Konzentration (bei 300 k) beträgt ~ 10 ^ 10 (?) 4,6 Stunden / 2,5 ms ist 6 x 10 ^ 6, keine schlechte Schätzung . Wirklich scharfe pn-Übergänge geben möglicherweise mehr Licht ... aber breiten Sie PIN-Fotodioden aus ....

Eine Fotodiode mit direkter Bandlücke kann sicherlich Licht emittieren, und die Lichtmenge kann durch unterschiedliche Belastung moduliert werden.

Beleuchten Sie die Bandlückenenergie an einem III-V-Übergang mit Licht, und Sie werden Träger erzeugen. Wenn Sie die Leitungen nicht angeschlossen haben, anstatt sie in Sperrichtung vorzuspannen, verbringen diese Träger möglicherweise genug Zeit nahe beieinander, sodass ein erheblicher Teil miteinander rekombiniert, anstatt an nicht strahlenden Stellen wie Defekten und Dotierstoffen.

Tatsächlich "fluoreszieren" Fotodioden bei der Bandlückenenergie. Kurzschließen oder umgekehrt vorspannen, und Sie können mehr dieser eh-Paare sammeln und das Leuchten (während der Beleuchtung) wird reduziert.

Es spielt keine Rolle, ob Sie eh-Paare elektrisch oder photonisch erzeugen, sobald sie dort sind, wird ein Bruchteil einer strahlenden Rekombination unterzogen.

Siehe zum Beispiel die Antwort(en) auf „Leuchten“ III-V-basierte Photovoltaikanlagen (Photolumineszenz), wenn sie beleuchtet, aber nicht geladen sind?

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