APPROFONDIMENTI

Cos’è il LED ?

Le potenzialità del LED e la rivoluzione che ha portato con sè!

Il LED, acronimo di LIGHT EMITTING DIODE (diodo ad emissione luminosa), è un componente che emette luce monocromatica al passaggio di corrente elettrica. I LED hanno messo a disposizione dei progettisti sistemi di illuminazione fino a poco tempo fa impensabili come temperatura colore, indice di resa cromatica CRI, affidabilità nel tempo e qualità della luce rendendo il loro impiego sempre più vasto: da contesti industriali a civili, da interno e da esterno fino ad arrivare ad applicazioni automobilistiche e stradali. Tutto questo è stato reso possibile sia dall’evoluzione del LED stesso che dallo sviluppo di prodotti correlati come ottiche e riflettori che ne consentono il loro utilizzo anche in situazioni molto particolari dove fino a pochi anni fa veniva richiesto un impegno energetico enorme utilizzando lampade anche da 1 KW: basti pensare a torri-faro, impianti sportivi ….che oggi, grazie al LED , possono richiedere potenze anche al di sotto di 1/5.

Caratteristiche Tecniche

In elettronica il LED è un dispositivo optoelettronico che sfrutta le proprietà ottiche di alcuni materiali semiconduttori per produrre fotoni attraverso un fenomeno di emissione spontanea. Quando sono sottoposti ad una tensione diretta per ridurre la barriera di potenziale della giunzione, gli elettroni della banda di conduzione del semiconduttore si ricombinano con le lacune della banda di valenza rilasciando energia sufficiente sotto forma di fotoni. A causa dello spessore ridotto del chip un ragionevole numero di questi fotoni può abbandonarlo ed essere emesso come luce ovvero fotoni ottici. In molti casi i LED sono alimentati in corrente costante continua il cui valore quale può variare da pochi ma fino a raggiungere qualche A , sempre nel rispetto delle caratteristiche tecniche del LED stesso. La necessità di pilotare il LED in corrente è giustificata anche dalla necessità di garantire una lunga vita al dispositivo, infatti alimentando a tensione costante un piccolo aumento della corrente farebbe diminuire il valore della resistenza differenziale del diodo, tali variazioni potrebbero innescare un differenziale negativo in quanto la progressiva diminuzione della resistenza del led causerebbe l’aumento della corrente ed un sempre maggiore riscaldamento per effetto Joule che porterebbe velocemente il dispositivo a bruciarsi.

Questo porta a pilotare il led a corrente costante in modo da fissare il valore della stessa tramite opportuno alimentatore senza consentirne la variazione per effetto dell’aumento della temperatura. La massima quantità di luce che può essere emessa da un LED è limitata essenzialmente dalla massima corrente media sopportabile, che è determinata dalla massima potenza dissipabile dal chip. I recenti dispositivi progettati per impieghi professionali hanno una forma adatta ad accogliere un dissipatore termico, assolutamente necessario per smaltire il calore prodotto: sono ormai in commercio LED a luce bianca con potenze di molte decine di watt e corrente assorbita di svariati ampere.

Colori

I LED convenzionali sono composti da vari materiali inorganici che producono i seguenti colori:

AlGaAs – rosso ed infrarosso
GaAlP – verde
GaAsP – rosso, rosso-arancione, arancione, e giallo
GaN – verde e blu
GaP – rosso, giallo e verde
ZnSe – blu
InGaN – blu-verde, blu
InGaAlP – rosso-arancione, arancione, giallo e verde
SiC come substrato – blu
Diamante (C) – ultravioletto
Silicio (Si) come substrato – blu (in sviluppo)
Zaffiro (Al2O3) come substrato – blu

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