Led
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Cos’è un LED?
Il termine LED in elettronica è l’acronimo di Light Emitting Diode (Diodo Emettitore di Luce) ed è un dispositivo, denominato diodo, semiconduttore che genera luce al passaggio di cariche elettriche attraverso una giunzione in silicio. Si tratta di un componente elettronico appartenente alla famiglia dell’optoelettronica ed è costituito da una giunzione P-N che può essere formata da diversi materiali come il GaAs (arseniuro di gallio), GaP (fosfuro di gallio), GaAsP (fosfuro arseniuro di gallio), SiC (carburo di silicio) e GaInN (nitruro di gallio e indio). La scelta del materiale determina la lunghezza d'onda dell'emissione di picco dei fotoni espressa in nm (nanometri) ed anche l'efficienza dell'intensità luminosa espressa in mcd ( mCd = 1 Candela/1000 ). Il funzionamento del led si basa sul fenomeno detto "elettroluminescenza", dovuto alla emissione di fotoni (nella banda del visibile o dell'infrarosso) prodotti dalla ricombinazione degli elettroni e delle lacune allorchè la giunzione è polarizzata in senso diretto.
I diodi led più comuni ed economici in commercio sono quelli con diametro di 5 mm ed hanno una polarizzazione (negativo e positivo) che deve essere rispettata per il corretto funzionamento. Le tensioni di alimentazione variano a seconda delle caratteristiche: in genere per i diodi da 5 mm variano tra 1.5 Volt e 3.2 Volt, mentre la corrente varia tra i 10 e 30 mA. Questi valori variano a seconda della lunghezza d'onda emessa dalla giunzione: più è corta e più tensione è necessaria per innescare la reazione elettroni/lacune che scaturisce il fenomeno dell’elettroluminescenza. Il colore del LED dipende proprio dalla caduta di tensione:
- ROSSO: 1.8 Volt
- GIALLO: 1.9 Volt
- ARANCIO: 2.0 Volt
- VERDE: 2.0 Volt
- BLU: 3.5 Volt
- AZZURRO: 3.0 Volt
Come utilizzare un LED
Quando si utilizza un led, è necessario disporre sempre una resistenza in serie ad esso, allo scopo di limitare la corrente che passa ed evitare che possa distruggersi.
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Diversamente dalle comuni lampadine, il cui filamento funziona a temperature elevatissime ed è caratterizzato da notevole inerzia termica, i led emettono luce fredda, e possono lampeggiare a frequenze molto alte, superiori al Mhz; se si considera anche che la luce emessa è direttamente proporzionale alla corrente che li attraversa, i led risultano particolarmente adatti alla trasmissione di segnali tramite modulazione dell'intensità luminosa.
Calcolo della resistenza da collegare in serie al LED
Il valore di tale resistenza può essere calcolato con la legge di Ohm:
- indichiamo con Vs la tensione di alimentazione cui vogliamo collegare il nostro led
- indichiamo con Vl la caduta di tensione presente ai capi del led (per esempio di 1,4 V)
- indichiamo con I il valore della corrente che vogliamo far passare nel led
Per calcolare il valore della resistenza basterà fare la differenza fra Vs e Vl e dividere il risultato per I (il cui valore può variare, come detto, da 20 a 40 mA)
