Cos'è il LED e come funziona, ve lo spiega Desart Group
Ormai la tecnologia Led ha soppiantato nella produzione i vecchi sistemi di illuminazione quali le lampade ad incandescenza, le lampade alogene, a scarica di gas o i classici tubi a neon. Ormai siamo abituati a vedere che le nuove strutture, siano esse abitazioni o negozi o uffici, impiegano illuminazione esclusivamente Led.
Il Led ormai lo vediamo impiegato in tutti i campi, da qualche anno anche nel reparto automotive ormai il led ha scansato i vecchi fari alzando sempre più l'asticella per l'impiego e lo sviluppo tecnologico che ne consegue. La differenza qui come nell'uso civile, si nota e molto bene. Le nuove auto proprongono dei fari che qualche anno fa avremmo pensato inimmaginabili. Il led di fatto ha reso possibile quello che prima non lo era.
Ma come per ogni novità o elemento che diventa ormai di uso quotidiano, ne parliamo, lo utilizziamo, ma di fatto non ne conosciamo le caratteristiche, il funzionamento, come è nato. Informazioni che con ogni probabilità non ci migliorano la vita ma, per molti curiosi e per gli amanti del farsi delle semplici domande, potrebbe essere interessante saper il cosa e come.
Quindi, cos'è il Led? E come funziona?
Il LED, acronimo di LIGHT EMITTING DIODE (diodo ad emissione luminosa), è un componente che emette luce monocromatica al passaggio di corrente elettrica.
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.
E alla domanda: chi ha iventato il LED?
Il primo LED fu inventato dallo statunitense Nick Holonyak Jr nel 1962 durante una collaborazione con la General Electric.
È quest’uomo, ricercatore e docente dell’Università dell’Illinois, ad aver studiato e sviluppato tutte le potenzialità dei semiconduttori sfruttati dai dispositivi optoelettronici come i LED, che negli anni ’60 esistevano solo nella loro versione rossa e, successivamente, verde.
La luce però che noi utilizziamo ora nelle nostre case, nei nostri uffci, nelle nostre aziende, è merito dello studio e dell'invenzione di tre fisici giapponesi: Isamu Akasaki, Hiroshi Amano and Shuji Nakamura.
Questi tre fisici giapponesi hanno prodotto il primo fascio di luce blu dai semiconduttori, innescando una trasformazione fondamentale per la tecnologia dell’illuminazione.
Nonostante i notevoli sforzi, sia nella comunità scientifica che nel settore industriale, il LED blu era rimasto una sfida per decenni, ma grazie alla scoperta giapponese, i diodi rossi e verdi potevano finalmente essere impiegati con la luce blu per creare lampade a luce bianca.
La scoperta del LED a luce blu ha richiesto oltre trent’anni di impegno nella ricerca del semiconduttore adatto (cristalli di nitruro di gallio) a liberare la giusta frequenza di fotoni e questo è bastato per ritenere la ricerca di Akasaki-Amano-Nakamura meritevole del premio Nobel per la Fisica 2014.
Grazie per l'attenzione.
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(Credits https://www.architetturaecosostenibile.it/design/arredamento/inventato-lampade-led-660 )
(Credits: https://greenworldsolutions.eu/home/cose-il-led )
