funzionamento fisico del LED

[giuggiolo]

Ciao a tutti!

Come da titolo, mi piacerebbe capire bene il funzionamento fisico del LED.
A quanto ho capito da wikipedia(http://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode), quando si applica una tensione ai capi del LED si avrebbe le ricombinazione tra lacune del materiale p ed elettroni del materiale n.
Questo porta l'elettrone dal livello energetico più alto, cioè la banda di conduzione(http://it.wikipedia.org/wiki/Banda_di_conduzione), ad un livello energetico più basso; anzi il più basso, cioè la banda di valenza(http://it.wikipedia.org/wiki/Banda_di_valenza).

Secondo quindi la fisica dello stato solido si ha il fenomeno dell'emissione spontanea (http://it.wikipedia.org/wiki/Emissione_spontanea) cioè nel passaggio tra i due stati energetici viene liberata la differenza di energia sotto forma di un fotone.

E fin qui ci sarei...la domanda che però mi sorge spontanea è la seguente: dato che anche nei diodi non LED il funzionamento è dovuto alla corrente di diffusione della ricombinazione, come mai nei diodi non LED non si ha emissione di luce (per lo meno macroscopicamente)? Sicuramente sto trascurando qualcosa (sennò tutti i diodi sarebbero ad emissione di luce), ma cosa? Forse i materiali drogati fanno la differenza? (silicio-silicio non fa luce mentre silicio-altro drogato sì?)

Grazie in anticipo
Giulio

[IsidoroKZ]

La lunghezza d'onda dipende dall'energia che hanno i portatori che si buttano giu` per ricombinarsi. Se la banda proibita e` troppo piccola non c'e` emissione di luce visibile.

[giuggiolo]

Quindi i diodi non-LED sono diodi LED con una bassa banda proibita e quindi bassa lunghezza d'onda? Forte 'sta cosa!

Ecco, la fantasia sta viaggiando: anche se la luce dei diodi non è visibile si potrebbe comunque usare un diodo come sorgente di segnali di luce, ad esempio. Il problema sarebbe la bassa direzionalità della luce prodotta dal diodo, ma si avrebbe comunque un trasduttore di segnali tensione più economico rispetto i LED...e, stando a quanto dice la pagina di wikipedia sui LED (http://it.wikipedia.org/wiki/LED#Caratteristiche), un rilevatore di questo segnale di luce può essere proprio un altro diodo dello stesso tipo?

[IsidoroKZ]

Oltre all'ampiezza della banda proibita, che determina la lunghezza d'onda della luce, c'e` da considerare anche il fatto che il semiconduttore sia diretto o indiretto.

In quelli diretti elettroni e lacune possono combinarsi quando si incontrano, in quelli indiretti, come il silicio, serve un fonone e la ricombinazione e` molto piu` improbabile. E questo, insieme ad altri problemi ancora, taglia fuori il silicio per l'emissione.

In caso di valanga si puo` anche avere emissione: in questo caso i portatori hanno una energia piu` elevata di quella della banda proibita e qualche fotone visibile puo` scappare fuori anche per il silicio.