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Lampadine a LED ecco come funzionano – HOWTO

LED ovvero Light Emitting Diode, le lampadine a LED sono fatte di diodi, gli stessi presenti in tutti i dispositivi elettronici, come i caricabatteria del telefono.

Le lampadine sono formate da molti LED che sono diodi formati da semiconduttori (giunzione P-N) costruiti con materiali speciali che quando messi sotto la corretta tensione emettono luce per effetto dell’ elettroluminescenza.

Ma vediamo un po di dettagli: cosa è un diodo LED? Un diodo LED è semplicemente un componente elettronico fatto di silicio che contiene una giunzione P-N realizzata con arsenuro di gallio o fosforo di gallio.

Nei Led ma più in generale nell’elettronica moderna si sfruttano le interfacce delle giunzioni P-N per ottenere comportamenti desiderati, ad esempio in un normale diodo, polarizzando la giunzione P-N in modo diretto si permette alla corrente di passare, mentre se si polarizza inversamente si blocca il flusso di elettroni (cioè la corrente), questo per esempio è utile per “raddrizzare” la corrente alternata.

diodoLED_curva-diodo

 

Se polarizziamo in modo diretto un diodo LED, cioè gli diamo una tensione tra i 1,5 e 3,2 Volt, permettiamo alla corrente di passare nella giunzione P-N e avrà un valore tra i 10 e i 30 mA (piccolissima), grazie alle sue caratteristiche, il diodo LED emetterà dei fotoni a una certa frequenza, in dipendenza delle caratteristiche costruttive, cioè emetterà luce di diversi colori: questo fenomeno viene chiamato “elettroluminescenza“.

 

 

Elettroluminescenza

l’elettroluminescenza è un particolare tipo di luminescenza che caratterizza alcuni materiali in grado di emettere luce sotto l’azione di un campo elettrico, ovvero quando attraversati da una corrente elettrica.

L’elettroluminescenza è il risultato della ricombinazione di elettroni e lacune in un dato materiale, normalmente un semiconduttore. Gli elettroni eccitati rilasciano l’energia sotto forma di fotoni, e quindi di luce. Prima della ricombinazione, gli elettroni e le lacune sono separati in due distinte zone che formano una giunzione p-n. Ciò può avvenire grazie al drogaggio del materiale, come nel funzionamento dei LED, oppure grazie all’eccitazione dovuta all’impatto di elettroni ad alta energia accelerati da un forte campo elettrico, come accade ai fosfori nei display elettroluminescenti.

 

SimboloDiodoLED

Il diodo Led è formato dal corpo rivestito di plastica colorata (dello stesso colore della luce emessa), due terminali: anodo, cioè il positivo che è solitamente più lungo e catodo, cioè il negativo. Nelle lampadine LED molti diodi sono messi in parallelo a formare un fascio luminoso.

Nell’utilizzo di un diodo led è necessario sempre collegare una resistenza in serie e in tutti i casi da circuiti stabillazzatori, per limitare la corrente che passa all’interno ed evitare che si distrugga la giunzione P-N, infatti come si vede dalla curva di corrente dei diodi, a piccole variazioni di tensione si hanno grandi variazioni di corrente che possono distruggere la giunzione P-N.

 

I COLORI DELLE LAMPADINE LED

Per ottenere colori diversi nelle lampadine LED è necessario sollecitare i diodi con tensione diverse.

Qui di seguito sono inseriti alcuni valori di tensioni dirette standard di alimentazione dei diodi led.

 

Colore ROSSO  1.8 Volt
Colore GIALLO  1.9 Volt
Colore ARANCIO  2.0 Volt
Colore VERDE  2.0 Volt
Colore BLU  3.5 Volt
Colore AZZURRO  3.0 Volt 

 

Caratteristiche principali dei diodi led:

  • possono lampeggiare a frequenze molto alte, superiori al Mhz;
  • emettono luce fredda, a differenza delle classiche lampadine a filamento;
  • sono particolarmente adatti alla trasmissione di segnali tramite modulazione dell’intensità luminosa;
  • grazie ai bassi consumi di corrente, è molto utilizzato nell’illuminazione a vantaggio del risparmio energentico;
  • nella fabbricazione si possono raggiungere molte varianti di colore, ed utilizzando il Nitruro di Gallio, si può raggiungere una cololrazione blu chiara.
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