LED

di Paola P. 6

LED

Con l’acronimo LED si intende Light Emitting Diode, diodo ad emissione luminosa. Si tratta in sostanza di un dispositivo semiconduttore che converte elettricità in luce mediante il movimento degli elettroni. La luce viene prodotta attraverso un processo fisico chiamato “Ricombinazione Elettrone-Lacuna” che dà origine all’emissione di fotoni.
I LED sono stati scoperti in Russia già nel 1920 dal tecnico radio Oleg Vladimirovich Losev anche se la paternità e l’applicazione pratica vengono attribuite all’inventore statunitense Nick Holonyak Jr, consulente della General Electric, e fatte risalire al ben più recente 1962.
Losev, nel corso del suo lavoro in radio, notò che i diodi utilizzati nei ricevitori emettevano luce quando vi passava corrente. La seconda Guerra Mondiale interruppe le sue sperimentazioni e la sua vita nel 1942. Nel numero di aprile del 2007 della rivista Nature Photonics, Nikolay Zheludev, riconobbe l’invenzione dei LED attribuendola a Losev.
Verso la fine degli Anni Sessanta, la Monsanto Corporation fu la prima a produrre i LED in serie, e la Hewlett-Packard li impiegò nei suoi primi calcolatori.

Oggi i LED si trovano in quasi tutti i dispositivi elettronici come lettori MP3, lettori DVD, TV, radiosveglia, semafori, dispositivi di illuminazione e computer. I LED sono stati popolari per decenni, ma oggi sono meno costosi, più luminosi e sono disponibili in più colori. Se la lampadina ad incandescenza ha dominato il mercato delle illuminazioni per almeno 100 anni, molti ritengono che il LED la sostituirà completamente molto presto.

Ma come funziona una lampadina a LED?
I LED sono molto simili alle tradizionali lampadine, salvo che si inseriscono direttamente in un circuito elettrico. Non hanno un filamento e dunque durano in genere molto più a lungo senza surriscaldarsi. Poiché non c’è nessun filamento, i LED richiedono molto meno energia elettrica rispetto alle tradizionali lampadine per via della loro estrema efficienza. I LED sono illuminati da elettroni che corrono attraverso il materiale semiconduttore.

Che cos’è un diodo?
Un LED è un diodo che emette luce. Un diodo semiconduttore è un dispositivo a due terminali, a giunzione pn. Un LED è realizzato con un materiale semiconduttore. Il materiale conduttore più impiegato per i LED è l’arseniuro di gallio e alluminio (AlGaAs). Un’estremità del semiconduttore è attaccata al lato P che è l’anodo, l’altro lato del semiconduttore è collegato a N, il catodo. L’elettricità fluisce dal lato p al lato n ma non può scorrere in senso inverso. In effetti, quindi, un diodo è un conduttore unidirezionale.
I LED sono disponibili in una varietà di colori. Più diffusi rosso (erano rossi i primi LED), giallo e verde, mentre uno dei colori più difficili da creare è il bianco. In realtà, al momento non è possibile creare bianco puro per la produzione di massa. La maggior parte delle luci LED intermittenti o lampadine che oggi sono di colore bianco in realtà non sono bianco puro, ma bianco-blu.
I LED offrono molti vantaggi:

  • sono estremamente efficienti e richiedono pochissima corrente per illuminare. Dal momento che non hanno un filamento, i LED non si scaldano, il che li rende perfetti per molte applicazioni elettroniche in cui il calore è dannoso. In una lampadina tradizionale, la grande maggioranza (a volte più dell’80%) dell’energia elettrica utilizzata per illuminare non è sprecata in luce, bensì in calore con quanto ne consegue per il surriscaldamento degli ambienti domestici e la messa in funzione dei condizionatori che  d’estate grava sulla bolletta.
  • I LED sono realizzati all’interno di una resina epossidica, il che significa che sono praticamente indistruttibili. Rispetto ad una lampadina tradizionale, un LED dura molto più a lungo.
  • I LED possono essere prodotti in serie. Proprio come le lampadine tradizionali, sono estremamente convenienti da produrre su larga scala.
  • I LED sono considerati dispositivi a stato solido, vale a dire che non hanno parti meccaniche in movimento. Quando un oggetto non ha parti in movimento, è in genere più affidabile grazie al minor attrito ed al minor numero di componenti che possono non funzionare correttamente.
  • Benché più costose delle lampadine a filamento, quelle a LED hanno una durata di gran lunga maggiore che si aggira intorno alle 50.000-80.000 ore. Inoltre, dal punto di vista dei consumi, sono più efficienti perché la quantità di energia sprecata sotto forma di radiazione infrarossa e di calore rilasciato nell’ambiente è molto ridotta rispetto alle tecnologie di illuminazione tradizionali.

Una curiosità: la cittadina di Raleigh situata nel North Carolina è la prima città interamente illuminata a LED.

Per approfondire:

[Fonti: Wikipedia; electronics.howstuffworks; wisegeek]

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