Définition : La LED est une diode à jonction PN qui émet de la lumière lorsqu’elle est traversée par un courant électrique dans le sens direct. Dans la LED, la recombinaison des porteurs de charge a lieu. L’électron du côté N et le trou du côté P sont combinés et donnent de l’énergie sous forme de chaleur et de lumière. La LED est constituée d’un matériau semi-conducteur incolore et la lumière est rayonnée par la jonction de la diode.

Les LED sont largement utilisées dans les affichages segmentaires et matriciels de caractères numériques et alphanumériques. Les plusieurs LED sont utilisées pour faire le segment de ligne unique tandis que pour faire le point décimal une seule LED est utilisée.

Construction de la LED

La recombinaison du porteur de charge se produit dans le matériau de type P, et donc le matériau P est la surface de la LED. Pour une émission maximale de lumière, l’anode est déposée au bord du matériau de type P. La cathode est constituée d’un film d’or et est généralement placée au bas de la région N. Cette couche d’or de la cathode permet de faciliter l’émission de la lumière. Cette couche d’or de la cathode aide à réfléchir la lumière vers la surface.

Le phosphure d’arséniure de gallium est utilisé pour la fabrication de LED qui émet une lumière rouge ou jaune pour l’émission. Les LED sont également disponibles en couleur verte, jaune ambrée et rouge.

Le transistor simple peut être utilisé pour l’allumage et l’extinction d’une LED comme le montre la figure ci-dessus. Le courant de base IB conduit le transistor, et le transistor conduit fortement. La résistance RC limite le courant de la LED.

Fonctionnement de la LED

Le fonctionnement de la LED dépend de la théorie quantique. La théorie quantique stipule que lorsque l’énergie des électrons diminue du niveau supérieur au niveau inférieur, elle émet de l’énergie sous forme de photons. L’énergie des photons est égale à l’écart entre le niveau supérieur et le niveau inférieur.

La LED est connectée en polarisation directe, ce qui permet au courant de circuler dans le sens direct. Le flux de courant est dû au mouvement des électrons dans la direction opposée. La recombinaison montre que les électrons passent de la bande de conduction à la bande de valence et qu’ils émettent de l’énergie électromagnétique sous forme de photons. L’énergie des photons est égale à l’écart entre la bande de valence et la bande de conduction.

Avantages des LED dans les affichages électroniques

Les points suivants sont les principaux avantages des LED dans un affichage électronique.

1. Les LED sont plus petites en taille, et elles peuvent être empilées ensemble pour former un affichage numérique et alphanumérique dans la matrice à haute densité.
2. L’intensité de la sortie de lumière des LED dépend du courant qui les traverse. L’intensité de leur lumière peut être contrôlée en douceur.
3. Les LED sont disponibles qui émettent de la lumière dans les différentes couleurs comme le rouge, le jaune, le vert et l’ambre.
4. Le temps d’allumage et d’extinction ou le temps de commutation des LED est inférieur à de 1 nanoseconde. Pour cette raison, les LED sont utilisées pour le fonctionnement dynamique.
5. Les LED sont très économiques et donnent le haut degré de fiabilité car elles sont fabriquées avec la même technologie que celle du transistor.
6. Les LED fonctionnent sur une large gamme de température disons 0° – 70°. En outre, elle est très durable et peut résister aux chocs et aux variations.
7. Les LED ont un rendement élevé, mais elles nécessitent une puissance modérée pour fonctionner. Typiquement, la tension de 1,2V et le courant de 20mA sont nécessaires pour une pleine luminosité. Par conséquent, il est utilisé dans un endroit où moins de puissance sont disponibles.

Inconvénients de la LED

La LED consomme plus de puissance par rapport au LCD, et leur coût est élevé. En outre, il n’est pas utilisé pour faire le grand affichage.

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