Definizione: Il LED è un diodo a giunzione PN che emette luce quando una corrente elettrica lo attraversa in direzione avanti. Nel LED avviene la ricombinazione dei portatori di carica. L’elettrone dal lato N e il foro dal lato P si combinano e danno l’energia sotto forma di calore e luce. Il LED è fatto di materiale semiconduttore che è incolore, e la luce viene irradiata attraverso la giunzione del diodo.

I LED sono ampiamente utilizzati nei display a segmenti e a matrice di punti di carattere numerico e alfanumerico. I diversi LED sono usati per fare il segmento della singola linea mentre per fare il punto decimale viene usato un solo LED.

Costruzione del LED

La ricombinazione del portatore di carica avviene nel materiale di tipo P, e quindi il materiale P è la superficie del LED. Per la massima emissione di luce, l’anodo è depositato sul bordo del materiale di tipo P. Il catodo è fatto di una pellicola d’oro, e di solito è posto sul fondo della regione N. Questo strato d’oro del catodo aiuta a riflettere la luce sulla superficie.

Il fosfuro di arseniuro di gallio è usato per la fabbricazione di LED che emettono luce rossa o gialla per l’emissione. I LED sono disponibili anche nei colori verde, giallo ambra e rosso.

Il semplice transistor può essere usato per spegnere/accendere un LED come mostrato nella figura sopra. La corrente di base IB conduce il transistor, e il transistor conduce pesantemente. La resistenza RC limita la corrente del LED.

Funzionamento del LED

Il funzionamento del LED dipende dalla teoria quantistica. La teoria quantistica afferma che quando l’energia degli elettroni diminuisce dal livello superiore a quello inferiore, emette energia sotto forma di fotoni. L’energia dei fotoni è uguale al divario tra il livello superiore e inferiore.

Il LED è collegato in polarizzazione avanti, il che permette alla corrente di fluire in direzione avanti. Il flusso di corrente è dovuto al movimento degli elettroni nella direzione opposta. La ricombinazione mostra che gli elettroni si spostano dalla banda di conduzione alla banda di valenza ed emettono energia elettromagnetica sotto forma di fotoni. L’energia dei fotoni è uguale al divario tra la banda di valenza e la banda di conduzione.

Svantaggi del LED nei display elettronici

I seguenti sono i principali vantaggi del LED in un display elettronico.

1. I LED sono di dimensioni più piccole, e possono essere impilati insieme per formare display numerici e alfanumerici nella matrice ad alta densità.
2. L’intensità della luce prodotta dal LED dipende dalla corrente che lo attraversa. L’intensità della loro luce può essere controllata uniformemente.
3. I LED sono disponibili che emettono luce nei diversi colori come rosso, giallo, verde e ambra.
4. Il tempo di accensione e spegnimento o di commutazione del LED è inferiore a 1 nanosecondo. A causa di questo, i LED sono utilizzati per il funzionamento dinamico.
5. I LED sono molto economici e danno l’alto grado di affidabilità perché sono fabbricati con la stessa tecnologia come quella del transistor.
6. I LED sono operati su una vasta gamma di temperatura diciamo 0° – 70°. Inoltre, è molto durevole e può sopportare urti e variazioni.
7. I LED hanno un’alta efficienza, ma richiedono una potenza moderata per il funzionamento. Tipicamente, la tensione di 1.2V e la corrente di 20mA sono richieste per la piena luminosità. Pertanto, è usato in un luogo dove meno potenza è disponibile.

Svantaggi del LED

Il LED consuma più energia rispetto al LCD, e il loro costo è alto. Inoltre, non è usato per fare il grande display.