come funziona un led?

Come funziona un LED? Let’s Find out!

Come Funziona un LED?

Come funziona un led? Nel precedente articolo abbiamo accennato alle caratteristiche dell’illuminazione LED e sul suo utilizzo, qui invece cercheremo di approfondire la parte illuminottica.

L.E.D.

Come già detto in precedenza, LED è l’acronimo inglese che sta ad indicare Light Emitting Diode (diodo ad emissione luminosa) ma come viene emessa questa luce?
Il diodo, ovvero il componente elettronico che permette di indirizzare il flusso di corrente elettrica in un verso, è interfacciato con una giunzione p-n: quando un voltaggio specifico viene immesso nel sistema, il diodo si attiva permettendo il passaggio degli elettroni (zona n) verso le lacune elettroniche (zona p). Durante il trasferimento da una area all’altra gli elettroni attraversano un semiconduttore e parte di essi viene dispersa, rilasciando energia sotto forma di fotoni e calore. Il colore o frequenza della radiazione luminosa emessa è determinato dal semiconduttore utilizzato.
strati LED

Materiali diversi colori diversi

I semiconduttori comunemente impiegati sono derivati del gallio e del silicio:
l’arseniuro di gallio (GaAs) che ricopre lo spettro infrarosso.
Il fosfuro di gallio (GaP) che produce rosso, giallo e verde.
Il fosfuro arseniuro di gallio (GaAsP) che va dal rosso al giallo passando per l’arancione.
Il carburo di silicio (Sic) per creare un substrato blu.
Il nitruro di gallio e indio (GaInN) per blu-verde e il blu.
colore in base all'elemento

Oltre a queste applicazioni comuni vi sono anche materiali più insoliti e costosi che vengono utilizzati in ambiti specifici, ad esempio i diamanti, che vengono impiegati per ricreare le frequenze ultraviolette. Per quanto riguarda la luce “bianca” ossia priva di tonalità. Viene quindi ricreata mediante la miscelazione dei tre colori primari secondo il principio RGB. Più comunemente può essere ricreatatramite l’aggiunta di un substrato luminescente al fosforo che trasforma la luce blu in bianca.

Luce Calda o Fredda?

Oltre al colore, le luci led possono anche variare per calore. La temperatura in questo caso è prettamente cromatica e viene misurata in gradi Kelvin. Attualmente il mercato propone Led che spaziano dai 2700K, ossia una luce calda tendente al giallo, agli 8000K che invece sono tonalità estremamente fredde e bluastre. La scelta ricade su una categoria piuttosto che su un’altra in base alle esigenze del consumatore: Ambienti domestici ed abitativi prediligono luci calde ed accoglienti, mentre quelli lavorativi tendono ad utilizzare luci più fredde e “pulite”.

calore della luce
i”gradi” di calore della luce

L’altro Caldo

Per quanto riguarda l’altro tipo di calore, quello che influisce sul termometro, la tecnologia LED ha vantaggi sostanziali rispetto alle concorrenti: il rapporto Watt-Lumen (W/lm) si aggira infatti fra il 12-25%, contro il 2% di una lampadina ad incandescenza o il 4-8% di una a risparmio energetico. Dati alla mano, una lampadina al LED convertirà “solo” il 75-88% delle Watt immesse in calore. Grazie anche alle dimensioni ridotte della fonte luminosa è permesso l’impiego di dissipatori più efficienti.

Nel nostro prossimo articolo andremo invece a vedere tutte le varie tipologie di LED approfondendo le componenti fisiche che lo caratterizzano.

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