LED: differenze tra le versioni
Contenuto cancellato Contenuto aggiunto
m →Storia: precisazioni sui led a luce bianca |
fix |
||
Riga 22:
=== I primi dispositivi ===
[[File:SiC LED historic.jpg|thumb|Riproduzione dell'esperimento di Henry Joseph Round]]
Nel [[1907]], presso i laboratori della [[Marconi Company]], Henry Joseph Round scoprì l'effetto della [[fotoluminescenza]] usando del [[carburo di silicio]] (SiC) e il componente di una radio.<ref>{{Cita pubblicazione|autore=Henry Joseph Round|anno=1907|titolo=A note on carborundum|rivista=Electrical World|volume=19|p=309|url=https://books.google.com/books?id=TAZRAAAAYAAJ&pg=PA309#v=onepage&q&f=false|lingua=en}}
</ref><ref>{{Cita web|url=http://www.jmargolin.com/history/trans.htm|autore=J. Margolin|titolo=''The Road to the Transistor''|lingua=en}}</ref> Esattamente vent'anni dopo, [[Oleg Losev]] pubblicò in Russia una teoria, dove affermava di aver creato l'equivalente di un LED rudimentale;<ref name="Losev1927">{{Cita pubblicazione|autore=Oleg V. Losev|titolo=Luminous carborundum detector and detection effect and oscillations with crystals|rivista=Philosophical Magazine|data=novembre 1928|volume=5|numero=39|pp=1024–1044|doi=10.1080/14786441108564683|serie=7ª serie|lingua=en}}</ref> nonostante la pubblicazione fosse uscita anche nell'Impero tedesco e in quello britannico, per decenni non si trovarono applicazioni pratiche per la sua invenzione.<ref name="Zheludev_100yearhistory">{{Cita pubblicazione|autore=N. Zheludev|anno=2007|titolo=The life and times of the LED: a 100-year history|rivista=Nature Photonics|volume=1|numero=4|pp=189–192|url=http://www.nanophotonics.org.uk/niz/publications/zheludev-2007-ltl.pdf|formato=PDF|doi=10.1038/nphoton.2007.34|bibcode=2007NaPho...1..189Z|accesso=11 aprile 2007|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20110511132457/http://www.nanophotonics.org.uk/niz/publications/zheludev-2007-ltl.pdf|dataarchivio=11 maggio 2011|urlmorto=sì|lingua=en}}</ref><ref>{{Cita libro|autore=Thomas H. Lee|titolo=The design of CMOS radio-frequency integrated circuits|url=https://archive.org/details/designcmosradiof00leet_307|editore=Cambridge University Press|anno=2004|isbn=978-0-521-83539-8|p=[https://archive.org/details/designcmosradiof00leet_307/page/n18 20]|lingua=en}}</ref>
Riga 30 ⟶ 31:
Nel [[1955]], Rubin Braunstein,<ref>{{Cita web|url=http://personnel.physics.ucla.edu/directory/faculty/braunstein/|titolo=Rubin Braunstein|editore=University of California, Los Angeles|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20110311150933/http://personnel.physics.ucla.edu/directory/faculty/braunstein|dataarchivio=11 marzo 2011|lingua=en|accesso=4 agosto 2019|urlmorto=sì}}</ref> della [[Radio Corporation of America]], ottenne emissione di luce [[Infrarossi|infrarossa]] da [[arseniuro di gallio]] (GaAs)<ref>{{Cita pubblicazione|autore=Rubin Braunstein|anno=1955|titolo=Radiative Transitions in Semiconductors|rivista=Physical Review|volume=99|pp=1892–1893|doi=10.1103/PhysRev.99.1892|numero=6|bibcode = 1955PhRv...99.1892B|lingua=en}}</ref> e da altri semiconduttori, come l'[[antimoniuro di gallio]] (GaSb), il [[fosfuro di indio]] (InP) e il germaniuro di silicio (SiGe), sia a temperatura ambiente sia a 77 [[kelvin]]. Due anni dopo, dimostrò che dei dispositivi rudimentali potevano essere usati per comunicare a breve distanza;<ref>{{Cita pubblicazione|cognome=Kroemer|nome=Herbert|titolo=The Double-Heterostructure Concept: How It Got Started|rivista=Proceedings of the IEEE|data=16 settembre 2013|volume=101|numero=10|pp=2183–2187|doi=10.1109/JPROC.2013.2274914|lingua=en|citazione=…had set up a simple optical communications link: Music emerging from a record player was used via suitable electronics to modulate the forward current of a GaAs diode. The emitted light was detected by a PbS diode some distance away. This signal was fed into an audio amplifier and played back by a loudspeaker. Intercepting the beam stopped the music. We had a great deal of fun playing with this setup.}}</ref> tali dispositivi sarebbero stati poi utilizzati nelle [[comunicazioni ottiche]].
[[File:SNX100.jpg|thumb|left|Il primo LED emisferico, l'SNX-100<ref>{{Cita pubblicazione|autore=W. N. Carr|data=novembre 1963|titolo=One-watt GaAs p-n junction infrared source|rivista=Applied Physics Letters|volume=3|numero=10|lingua=en|doi=10.1063/1.1753837|bibcode=1963ApPhL...3..173C|autore2=G. E. Pittman|pp=173–175}}</ref>
Nel settembre [[1961]], alla [[Texas Instruments]], James R. Biard e Gary Pittman scoprirono che un diodo ad [[effetto tunnel]] con [[Substrato (elettronica)|substrato]] in arseniuro di gallio era in grado di emettere luce infrarossa con [[lunghezza d'onda]] di 900 nanometri.<ref name="FirstPracticalLED">{{Cita web|autore=Thomas M. Okon|autore2=James R. Biard|titolo=The First Practical LED|url=http://edisontechcenter.org/lighting/LED/TheFirstPracticalLED.pdf|editore=Edison Tech Center|anno=2015|accesso=2 febbraio 2016|lingua=en}}</ref> In ottobre, dimostrarono l'efficacia della comunicazione tra tale diodo e un [[fotorivelatore]] isolato elettricamente.<ref>{{Cita web|altri=a cura di W. T. Matzen|data=marzo 1963|url=https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/411614.pdf|titolo=Semiconductor Single-Crystal Circuit Development|editore=Texas Instruments Inc.|volume=Contract No. AF33(616)-6600, Rept. No ASD-TDR-63-281|lingua=en}}</ref> L'8 agosto [[1962]], Biard e Pittman fecero richiesta di un brevetto dal titolo "Diodo radiante a semiconduttore": un diodo con [[giunzione p-n]] e [[zinco]] [[Diffusione di materia|diffuso]], con il catodo distanziato per permettere un'emissione efficiente di luce infrarossa quando il dispositivo è nella cosiddetta [[Giunzione p-n#Polarizzazione diretta|polarizzazione diretta]]. Dopo aver ricevuto richieste anche da [[General Electric]], Radio Corporation of America, [[IBM]], [[Bell Laboratories]] e [[MIT Lincoln Laboratory]], l'[[United States Patent and Trademark Office|ufficio brevetti statunitense]] consegnò ai due inventori il brevetto per il diodo a emissione di luce infrarossa in arseniuro di gallio,<ref>{{Cita brevetto|inventore=James R. Biard e Gary Pittman|titolo=Semiconductor radiant diode|assegnatario=[[Texas Instruments]]|numeropubblicazione=US3293513|url=http://www.freepatentsonline.com/3293513.pdf|formato=pdf|accesso=2 agosto 2019|dataregistrazione=20 dicembre 1966|ufficio=[[United States Patent and Trademark Office|United States Patent Office]]|lingua=en}}</ref> il primo vero LED per uso pratico.<ref name=FirstPracticalLED /> Subito dopo, la Texas Instruments diede il via ad un progetto per la loro realizzazione e, nell'ottobre del [[1962]], la società annunciò la messa in produzione a scopo commerciale di LED con [[struttura cristallina]] di arseniuro di gallio in grado di emettere luce con lunghezza d'onda di 890 nanometri.<ref name=FirstPracticalLED />
Il primo LED ad emissione nello [[spettro visibile]] fu sviluppato alla General Electric da [[Nick Holonyak Jr.]] che pubblicò al riguardo un articolo il 1º dicembre [[1962]].<ref>{{Cita pubblicazione|url=http://apl.aip.org/resource/1/applab/v1/i4|titolo=Coherent (Visible) Light Emission from Ga(As<sub>1−x</sub> P<sub>x</sub>) Junctions|autore=Nick Holonyak Jr.|rivista=Applied Physics Letters|data=dicembre 1962|numero=4|doi=10.1063/1.1753706|autore2=S. F. Bevacqua|volume=1|p=82|bibcode=1962ApPhL...1...82H|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20121014035733/http://apl.aip.org/resource/1/applab/v1/i4 |dataarchivio=14 ottobre 2012|lingua=en}}</ref><ref name="chisuntimes">{{Cita news|titolo=U. of I.'s Holonyak out to take some of Edison's luster|autore=Howard Wolinsky|data=5 febbraio 2005|url=http://findarticles.com/p/articles/mi_qn4155/is_20050202/ai_n9504926|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20060328001535/http://findarticles.com/p/articles/mi_qn4155/is_20050202/ai_n9504926 |urlmorto=sì|dataarchivio=28 marzo 2006|editore=Chicago Sun-Times|accesso=2 agosto 2019|lingua=en}}</ref> L'aver ottenuto un LED con emissione nel visibile, quindi l'aver realizzato per la prima volta un [[componente elettronico]] in grado di emettere luce percepibile dall'uomo, rese Holonyak all'occhio del pubblico come il "padre" del LED. Nel [[1972]], George Craford,<ref>{{Cita pubblicazione|anno=1995|volume=32|pp=52–55|doi=10.1109/6.343989|titolo=M. George Craford [biography]|cognome=Perry|nome=T. S.|rivista=IEEE Spectrum|numero=2|lingua=en}}</ref> ex studente di Holonyak, realizzò il primo LED a luce gialla e migliorò di un fattore dieci l'emissione di luce dei LED rossi e rosso-arancio.<ref>{{Cita web|url=http://www.technology.gov/Medal/2002/bios/Holonyak_Craford_Dupuis.pdf|titolo=Brief Biography — Holonyak, Craford, Dupuis|editore=Technology Administration|accesso=30 maggio 2007|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20070809062214/http://www.technology.gov/Medal/2002/bios/Holonyak_Craford_Dupuis.pdf |dataarchivio=9 agosto 2007|lingua=en}}</ref> Quattro anni dopo, T. P. Pearsall creò il primo LED ad alta efficienza e luminescenza, ottenendo nuovi composti semiconduttori adatti specificamente alle trasmissioni su [[fibra ottica]].<ref>{{Cita pubblicazione|titolo=Efficient, Lattice-matched, Double Heterostructure LEDs at 1.1 mm from Ga<sub>''x''</sub>In<sub>1−''x''</sub>As<sub>''y''</sub>P<sub>1−''y''</sub> by Liquid-phase Epitaxy|rivista=Appl. Phys. Lett.|volume=28|p=499|anno=1976|doi=10.1063/1.88831|cognome=Pearsall|nome=T. P.|cognome2=Miller|nome2=B. I.|cognome3=Capik|nome3=R. J.|cognome4=Bachmann|nome4=K. J.|numero=9|bibcode=1976ApPhL..28..499P|lingua=en}}</ref>
=== L'utilizzo di massa ===
[[File:MFrey 2 Color LED.jpg|thumb|left|LED a due colori]]
I primi LED commerciali furono impiegati per sostituire alcune lampade a [[incandescenza]] e al [[Lampada al neon|neon]], per i [[display a sette segmenti]],<ref>{{Cita pubblicazione|url=http://www.datamath.org/Display/Monsanto.htm|titolo=LEDs cast Monsanto in Unfamiliar Role|autore=George Rostky|rivista=Electronic Engineering Times (EETimes)|data=marzo 1997|numero=944|lingua=en}}</ref> per gli [[Optoisolatore|optoisolatori]], per equipaggiamenti costosi da laboratorio dapprima e per poi passare a calcolatrici, televisori, radio, telefoni e molto altro. Sia i LED a infrarossi sia quelli nel visibile erano però ancora estremamente costosi, nell'ordine dei duecento [[Dollaro statunitense|dollari]] ciascuno, di conseguenza erano usati relativamente poco.<ref name="Schubert" /> A partire dal [[1968]], la [[Monsanto Company]] fu la prima al mondo a iniziare la produzione in massa di LED nel visibile, usando [[Gallio (elemento chimico)|gallio]], [[arsenico]] e [[fosforo]] per realizzare LED rossi adatti come indicatori (frecce, numeri, ecc).<ref name="Schubert">{{Cita libro|autore=E. Fred Schubert|titolo=Light-Emitting Diodes|editore=Cambridge University Press|anno=2003|capitolo=Chapter 1|isbn=978-0-8194-3956-7|lingua=en}}</ref> Successivamente, iniziarono a essere disponibili altri colori e i LED cominciarono ad apparire su svariati altri equipaggiamenti e dispositivi. Negli [[Anni 1970|anni settanta]], dispositivi a LED venivano prodotti e commercializzati a meno di cinque centesimi ciascuno. Tali diodi erano formati da chip in semiconduttore fabbricati con il [[processo planare]] di crescita ideato da [[Jean Hoerni]] alla [[Fairchild Semiconductor]].<ref>{{Cita brevetto|titolo=Method of Manufacturing Semiconductor Devices|numeropubblicazione=US3025589|inventore=Jean Amédée Hoerni|wkinventore=Jean Hoerni|datapriorità=4 novembre 1955|assegnatario=[[Fairchild Semiconductor]]|dataregistrazione=20 marzo 1962|lingua=en|url=http://www.google.com/patents/US3025589}}</ref> La combinazione di questo processo con metodi di incapsulamento innovativi permise alla Fairchild, sotto la guida del pioniere dell'optoelettronica Thomas Brandt, di ridurre fortemente i costi di produzione,<ref>{{Cita news|autore=Jeffrey Bausch|titolo=The Long History of Light Emitting Diodes|url=http://www.electronicproducts.com/Optoelectronics/LEDs/The_long_history_of_light-emitting_diodes.aspx|editore=Hearst Business Communications|data=dicembre 2011|lingua=en}}</ref> facendo da apri pista per tutti gli altri produttori.<ref>{{Cita pubblicazione|cognome=Park|nome=S. -I.|cognome2=Xiong|nome2=Y.|cognome3=Kim|nome3=R. -H.|cognome4=Elvikis|nome4=P.|cognome5=Meitl|nome5=M.|cognome6=Kim|nome6=D. -H.|cognome7=Wu|nome7=J.|cognome8=Yoon|nome8=J.|cognome9=Yu|nome9=C. -J.|cognome10=Liu|nome10=Z.|cognome11=Huang|nome11=Y.|cognome12=Hwang|nome12=K. -C.|cognome13=Ferreira|nome13=P.|cognome14=Li|nome14=X.|cognome15=Choquette|nome15=K.|cognome16=Rogers|nome16=J. A.|doi=10.1126/science.1175690|titolo=Printed Assemblies of Inorganic Light-Emitting Diodes for Deformable and Semitransparent Displays|rivista=Science|volume=325|numero=5943|pp=977–981|anno=2009|pmid=19696346|url=http://vcsel.mntl.illinois.edu/Pubs/Pubs+2009/2009+Sci+325+977+flex+substrate+LED.pdf|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20151024212822/http://vcsel.mntl.illinois.edu/Pubs/Pubs%202009/2009%20Sci%20325%20977%20flex%20substrate%20LED.pdf |dataarchivio=24 ottobre 2015|bibcode=2009Sci...325..977P|lingua=en}}</ref>
[[File:TI-30-LED-Display-3682e1.jpg|thumb|Display di una calcolatrice TI-30 (ca. 1978). Le lenti in plastica aumentavano l'intensità luminosa dei singoli LED]]
I primi LED avevano un involucro metallico simile a quello usato per i [[transistor]], con una lente di vetro per il passaggio dei fotoni. Successivamente si passò a involucri trasparenti in plastica, di varie forme, e spesso con tinte corrispondenti al colore della luce emessa. Nel caso di LED infrarossi, la tinta può essere applicata per ottenere l'effetto contrario, ossia bloccare l'uscita di luce visibile. Specifici incapsulamenti sono stati poi ideati per la dissipazione efficiente di calore dei LED ad alta potenza.
Riga 55 ⟶ 60:
=== I LED bianchi e l'uso nell'illuminazione ===
[[File:Haitz-law.svg|thumb|upright=1.4|Illustrazione della Legge di Haitz, dello stesso tipo della più famosa [[legge di Moore]], che mostra l'aumento dell'intensità luminosa dei LED negli anni; le ordinate sono in scala logaritmica]]▼
La luce bianca può essere prodotta usando congiuntamente LED di colore diverso: uno rosso, uno verde e uno blu; tuttavia la qualità del colore sarà bassa poiché solo tre strette [[Larghezza di banda|bande]] dello spettro visibile vengono usate. Un metodo migliore prevede di sfruttare un LED blu ad alta efficienza, sfruttando le proprietà del [[fosforo]] per ottenere luce bianca. In questi dispositivi, quando la luce del LED blu colpisce uno strato sovrastante di fosforo, dopato con [[granato di ittrio e alluminio|granato di ittrio, alluminio]] (YAG) e [[cerio]] ([[Ittrio|Y]]<sub>3</sub>[[Alluminio|Al]]<sub>5</sub>[[Ossigeno|O]]<sub>12</sub>:Ce), produce una luce [[Fluorescenza|fluorescente]] gialla: l'effetto complessivo di luce blu e luce gialla ha una larghezza di banda molto ampia e quindi viene percepito come luce bianca dall'occhio umano, con [[indice di resa cromatica]] superiore a quello del bianco ottenuto combinando LED rossi, verdi e blu.
▲[[File:Haitz-law.svg|thumb|upright=1.4|Illustrazione della Legge di Haitz, dello stesso tipo della più famosa [[legge di Moore]], che mostra l'aumento dell'intensità luminosa dei LED negli anni; le ordinate sono in scala logaritmica]]
Come per i suoi predecessori, il primo LED bianco era costoso e inefficiente. Tuttavia, il miglioramento nella potenza luminosa emessa crebbe esponenzialmente: gli sviluppi e le ricerche più recenti sono stati portati avanti da aziende giapponesi, coreane e cinesi, come [[Panasonic]], Nichia, [[Samsung]] e Kingsun. L'andamento di questa crescita è definito dalla Legge di Haitz (in figura), che prende il nome da Roland Haitz.<ref>{{Cita pubblicazione|doi=10.1038/nphoton.2006.78|titolo=Haitz's law|anno=2007|rivista=Nature Photonics|volume=1|p=23|numero=1|bibcode = 2007NaPho...1...23.|lingua=en}}</ref>
Riga 66 ⟶ 72:
== Funzionamento ==
=== L'elettroluminescenza ===
[[File:PnJunction-LED-E.svg|thumb|upright=1.4|Rappresentazione di un LED in polarizzazione diretta: sopra schema della sua giunzione p-n, sotto il corrispondente diagramma a bande
Un LED è un particolare tipo di diodo a [[giunzione p-n]] formato da sottili strati di materiale [[semiconduttore]] e in grado di emettere luce quando attraversato da una corrente elettrica, per mezzo di un fenomeno noto come [[elettroluminescenza]]. Quando al diodo viene imposta una [[potenziale elettrico|tensione]] diretta gli [[Elettrone|elettroni]] vengono sospinti attraverso la regione ''n'' mentre le [[Lacuna (fisica)|lacune]] attraverso la regione ''p'', finendo entrambi nella cosiddetta "regione attiva", nei pressi della giunzione stessa, la cui naturale [[barriera di potenziale]] viene abbassata dalla tensione impressa. A favorire il passaggio di cariche elettriche è determinante il differente [[drogaggio]] di tipo ''p'' e ''n'' delle rispettive regioni. Elettroni e lacune si spostano di livello energetico in livello energetico: i primi all'interno nella [[banda di conduzione]] del semiconduttore mentre le seconde in quella [[banda di valenza|di valenza]].
Riga 73 ⟶ 80:
{{Doppia immagine|right|LED svg.svg|80|LED macro blue+-.png|100|Disegno e macro di un LED}}
[[File:Diodo LED.png|thumb|left|Simbolo circuitale del LED]]
La [[frequenza]], e quindi il [[colore]] se visibile, della [[radiazione]] emessa è definita anch'essa dalla [[banda proibita]]. Maggiore è l'energia rilasciata minore sarà la [[lunghezza d'onda]] e viceversa. La scelta dei semiconduttori determina dunque la lunghezza d'onda dell'emissione di picco dei fotoni, l'efficienza nella conversione elettro-ottica e anche l'intensità luminosa in uscita. A titolo di esempio, nei diodi in [[silicio]] e [[germanio]] l'energia rilasciata nella ricombinazione si disperde in calore poiché i due hanno una [[banda proibita indiretta]], molto poco adatta allo scopo di un LED, mentre nei diodi prodotti con [[arseniuro di gallio]] e [[nitruro di gallio]] vengono generati dei fotoni, dato che la banda proibita è diretta, ossia i minimi della banda di conduzione coincidono con i picchi della banda di valenza favorendo il "salto" dei portatori di carica.
=== L'uscita dei fotoni dal semiconduttore ===
[[File:LED-chip-20-deg-crti-angle - both types - crop.png|thumb|upright=1.4|Esempio idealizzato dei coni di emissione da una sorgente puntiforme. A sinistra un wafer completamente trasparente, a destra uno trasparente a metà]]
Solitamente, se non viene applicata una patina esterna ai semiconduttori, questi possiedono un [[indice di rifrazione]] alto rispetto a quello dell'aria.<ref name="si_website">{{Cita web |url=http://pvcdrom.pveducation.org/APPEND/OPTICAL.HTM |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20090605222316/http://pvcdrom.pveducation.org/APPEND/OPTICAL.HTM |dataarchivio=5 giugno 2009|titolo=Optical Properties of Silicon |sito=PVCDROM.PVEducation.org|lingua=en}}</ref><ref>{{Cita web |url=http://interactagram.com/physics/optics/refraction/ |titolo=Refraction — Snell's Law|sito=Interactagram.com|lingua=en}}</ref> In generale, un chip semiconduttore con superfici piatte e prive di patine genera al suo interno luce in ogni direzione ma solo una parte di essa riesce ad uscire, formando un cosiddetto "cono di luce"<ref>{{Cita libro|autore=Bela G. Lipták|anno=2005|url=https://books.google.com/books?id=TxKynbyaIAMC&lpg=PA537 |titolo=Instrument Engineers' Handbook: Process control and optimization|editore=CRC Press|isbn=0-8493-1081-4|p=537|lingua=en}}</ref> o "cono di fuga".<ref name="critical">{{Cita libro|autore=Gerd Mueller|anno=2000|url=https://books.google.com/books?id=2plxAU3tPj4C&lpg=PA67 |titolo=Electroluminescence I|editore=Academic Press|isbn=0-12-752173-9|p=67-69|lingua=en}}</ref> I fotoni generati dalla sorgente puntiforme (la punta del cono) impattano nel loro viaggio la superficie del ''[[Wafer (elettronica)|wafer]]'' di silicio e se l'angolo di impatto supera l'[[angolo critico]] i fotoni vengono [[Riflessione interna totale|totalmente riflessi]] all'interno del wafer stesso, come se si scontrassero con uno specchio.<ref name="critical"/> I fotoni che impattano con un angolo inferiore a quello critico, e che quindi riescono a uscire, durante il loro percorso attraversano le regioni di spazio che sono i coni disegnati in figura.
Riga 99 ⟶ 108:
==== Spettro luminoso ====
[[File:Led spectrum.JPG|thumb|[[Spettro elettromagnetico|Spettro luminoso]] di vari LED, messi a confronto con lo [[Spettro ottico|spettro visivo]] dell'[[occhio]] umano e della [[lampada a incandescenza]]]]
Lo spettro luminoso dei LED varia molto a seconda del LED. Se il LED è usato per illuminazione si ha generalmente una buona copertura del suo spettro, che può essere sfruttato anche al 100%; in altre applicazioni esistono LED che emettono luce non visibile.
Riga 148 ⟶ 158:
=== Temperatura di colore ===
{{vedi anche|Temperatura di colore}}
L'esigenza di disporre di una discreta varietà di tonalità di colore in luce bianca, necessità prevalente nell'illuminazione all'interno degli edifici, ha indotto i costruttori a differenziare sensibilmente questi dispositivi in base alla [[temperatura di colore]], così che sul mercato sono presenti dispositivi selezionati e suddivisi fino a 6 fasce di temperatura, che spaziano da 2700 K (tonalità "calda") a oltre 8000 K (luce "fredda").
=== Efficienza e affidabilità ===
[[File:Grafica LED.svg|thumb|upright=1.4|Grafico di durata in ore di un LED in base alla temperatura di giunzione (J.T.) e il relativo flusso luminoso (''Φ''<sub>v</sub>)]]
I LED sono particolarmente interessanti per le loro caratteristiche di elevata [[efficienza luminosa]] A.U./A e di affidabilità
Riga 170 ⟶ 182:
Volendo approntare il semplice circuito con [[resistenza elettrica|resistenza]] in serie, Rs è calcolato mediante la [[legge di Ohm]] e la [[legge di Kirchhoff]] conoscendo la corrente di lavoro richiesta ''I<sub>f</sub>'', la tensione di alimentazione ''V<sub>s</sub>'' e la tensione di giunzione del LED alla corrente di lavoro data, ''V<sub>f</sub>''.
[[File:ResistorLED.jpg|
Nel dettaglio, la formula per calcolare la resistenza in serie necessaria è:
▲[[File:ResistorLED.jpg|miniatura|Grandezze elettriche per il calcolo della resistenza di alimentazione di un LED.]]
<math>R_s={V_s-V_f \over I_f}</math> che ha come unità di misura <math>\mathrm{Ohm} = \mathrm{ {Volt \over Ampere} }</math>
Riga 253 ⟶ 267:
== Utilizzi ==
[[File:Diodos LED foto.png|thumb|Vari tipi di LED]]
I LED in questi anni si sono diffusi in tutte le applicazioni in cui serve:
* elevata affidabilità;
Riga 277 ⟶ 292:
=== Forza commerciale ===
[[File:Verschiedene LEDs.jpg|thumb|center|upright=3.4|Vari tipi di LED indicatori spia]]
La forza commerciale di questi dispositivi si basa sulla loro capacità di ottenere elevata luminosità (molte volte maggiore di quella delle lampade a filamento di tungsteno), sul basso prezzo, sull'elevata efficienza ed affidabilità (la durata di un LED è di uno-due ordini di grandezza superiore a quella delle classiche sorgenti luminose, specie in condizioni di stress meccanici). I LED lavorano a bassa tensione, possiedono alta velocità di commutazione e la loro tecnologia di costruzione è compatibile con quella dei circuiti integrati al silicio.
== Evoluzione ==
=== LED SMD ===
{{
Un modulo LED SMD è un tipo di modulo LED che utilizza la tecnologia di montaggio a superficie (SMT) per montare i chip LED sulle schede a circuito stampato (PCB).
=== LED COB ===
{{
Un LED COB (''LED Chip On Board'') è un chip di LED multipli saldati direttamente su un substrato a formare un modulo unico.
== Impiego nell'illuminazione ==
Riga 299 ⟶ 316:
I produttori di LED sono produttori di semiconduttori, fabbriche di silicio, mentre le lampadine vengono prevalentemente prodotte da altri fabbricanti. Vi è, pertanto, un certo ritardo tra la data d'immissione sul mercato di un nuovo dispositivo LED e la disponibilità sul mercato di una lampadina che lo utilizzi.
[[File:Luxeon-k2.png|thumb|upright=1.2|LED ad alta luminosità in tecnologia [[Surface mount technology|SMT]]
I vantaggi dei LED dal punto di vista illuminotecnico sono:
| |||