Cosa è un Led e come funzionano

Pubblicato da Lodovico Doglioni on 10th Dec 2020

Sebbene la maggior parte di noi abbia familiarità con la calda luce delle tradizionali lampadine a incandescenza, molti potrebbero non essere consapevoli di come funziona effettivamente questo tipo di lampadina.

Ecco qualche indicazione utile: le lampadine a incandescenza producono luce riscaldando un filamento finché non si illumina - infatti, fino al 90% dell'energia utilizzata per accendere una lampadina a incandescenza serve a produrre questo calore!

Il loro elevato consumo di energia è solo uno dei motivi per cui molti governi hanno iniziato a eliminare gradualmente le lampadine tradizionali a favore di alternative ad alta efficienza energetica come CFL e LED. Ma per coloro che non hanno familiarità con le moderne opzioni di illuminazione come i LED, il passaggio a un nuovo stile di lampadina può sembrare una prospettiva scoraggiante. Capire cosa sono i LED e come funzionano può facilitare il processo di ricerca della lampadina giusta e passaggio a un'illuminazione efficiente dal punto di vista energetico.

Cos'è un LED?

"LED" sta per "diodo ad emissione luminosa". Le prime due parti di questo nome sono facili da capire - "emissione di luce" significa che emette luce - ma cos'è esattamente un "diodo" e cosa fa? Per rispondere a questa domanda, dobbiamo diventare un po 'scientifici.

Tutti i diodi emettono fotoni (particelle di energia elettromagnetica), ma solo alcuni tipi di diodi emettono quell'energia elettromagnetica come luce invece che calore. Un diodo a emissione di luce è un tipo di tecnologia di illuminazione a stato solido (SSL), il che significa che emette luce da un pezzo di materia solida. In questo caso, quel pezzo di materia solida è un semiconduttore a due conduttori. Spiegheremo come funziona nella prossima sezione.

Tipi di LED

Esistono due tipi fondamentali di LED:

Indicatore a led

Indicatore: un dispositivo economico a bassa potenza che viene utilizzato come spie luminose in auto, pannelli e altri dispositivi elettronici.

Illuminatore led

Illuminatore: un dispositivo ad alta potenza che fornisce illuminazione. Questi sono i tipi di LED che acquisti per illuminare le stanze della tua casa o del tuo ufficio. Possono essere trovati in una varietà di stili, forme e colori adatti a quasi tutte le applicazioni.

Come funzionano i LED?

Un LED è in grado di generare luce grazie alla disposizione dei due materiali semiconduttori situati tra i suoi elettrodi:

Tipo N: un semiconduttore con elettroni extra (noti anche come particelle extra caricate negativamente).

Tipo P: un semiconduttore con fori extra (noti anche come particelle caricate positivamente).

Il collegamento del semiconduttore di tipo N all'elettrodo negativo e del semiconduttore di tipo P all'elettrodo positivo attiva gli elettroni in modo che possano fluire attraverso la giunzione dallo strato negativo a quello positivo. Quando gli elettroni extra (particelle caricate negativamente) si muovono attraverso i fori extra (particelle caricate positivamente), emettono luce.

Semiconduttore led

Il materiale conduttivo che compone i LED è tipicamente alluminio-gallio-arseniuro (AlGaAs), ma ne esistono di altri tipi. I materiali sono selezionati specificatamente perché producono fotoni che verranno rilasciati sulla porzione visibile dello spettro luminoso. Il tipo di materiale scelto e la quantità utilizzata alterano il colore della luce perché ogni materiale genera fotoni a diverse lunghezze d'onda, influenzando il modo in cui appare all'occhio umano.

NOTA SULLA ILLUMINAZIONE: non esiste un LED veramente bianco. Sono una combinazione di LED di diverso colore o hanno un rivestimento giallo o arancione (fosforo) che converte il LED in luce bianca.