Un LED, che sta per diodo a emissione luminosa, è a semiconduttore diodo che si illumina quando viene applicata una tensione e vengono utilizzati ovunque nell'elettronica, nuovi tipi di illuminazione e monitor televisivi digitali.
Come funziona un LED
Confrontiamo il funzionamento del diodo a emissione luminosa rispetto al vecchio lampadina incandescente. La lampadina a incandescenza funziona facendo funzionare l'elettricità attraverso un filamento che si trova all'interno della lampadina di vetro. Il filamento si riscalda e si illumina, e ciò crea la luce, tuttavia, crea anche molto calore. La lampadina a incandescenza perde circa il 98% della sua energia producendo calore rendendola abbastanza inefficiente.
I LED fanno parte di una nuova famiglia di tecnologie di illuminazione chiamata illuminazione a stato solido e in un prodotto ben progettato; I LED sono praticamente fantastici al tatto. Invece di una lampadina, in una lampada a LED ci sarà un multiplo di piccoli diodi emettitori di luce.
I LED si basano sull'effetto dell'elettroluminescenza, che alcuni materiali emettono luce quando viene applicata l'elettricità. I LED non hanno alcun filamento che si riscalda, invece, sono illuminati dal movimento di elettroni in un materiale semiconduttore, solitamente alluminio-gallio-arsenide (AlGaAs). La luce emette dalla giunzione p-n del diodo.
Esattamente come funziona un LED è un argomento molto complesso, ecco un eccellente tutorial che spiega in dettaglio questo processo:
sfondo
L'elettroluminescenza, i fenomeni naturali su cui è costruita la tecnologia LED è stata scoperta nel 1907 dalla radio britannica ricercatore e assistente di Guglielmo Marconi, Henry Joseph Round, mentre sperimentava il carburo di silicio e un gatto soffio.
Durante gli anni 1920, il ricercatore radiofonico russo Oleg Vladimirovich Losev stava studiando i fenomeni di elettroluminescenza nei diodi utilizzati nei set radiofonici. Nel 1927, ha pubblicato un documento chiamato Rilevatore di carborundum [carburo di silicio] luminoso e rilevazione con cristalli sulla sua ricerca, e sebbene nessun LED pratico sia stato creato in quel momento sulla base del suo lavoro, la sua ricerca ha influenzato i futuri inventori.
Anni dopo, nel 1961, Robert Biard e Gary Pittman inventarono e brevettarono un LED a infrarossi per Texas Instruments. Questo è stato il primo LED, tuttavia, essendo a infrarossi era oltre spettro di luce visibile. Gli umani non possono vedere luce infrarossa. Ironia della sorte, Baird e Pittman hanno inventato accidentalmente un diodo a emissione luminosa mentre la coppia stava effettivamente tentando di inventare un diodo laser.
LED visibili
Nel 1962, Nick Holonyack, ingegnere consulente della General Electric Company, inventò il primo LED a luce visibile. Era un LED rosso e Holonyack aveva usato il fosfuro di arsenuro di gallio come substrato per il diodo.
Holonyack ha guadagnato l'onore di essere chiamato il "Padre del diodo luminescente" per il suo contributo alla tecnologia. Possiede anche 41 brevetti e le sue altre invenzioni includono il diodo laser e il primo dimmer per luce.
Nel 1972, l'ingegnere elettrico M George Craford inventò il primo LED di colore giallo per la Monsanto Company usando fosfuro di arsenuro di gallio nel diodo. Craford ha anche inventato un LED rosso che era 10 volte più luminoso di quello di Holonyack.
Va notato che la Monsanto Company è stata la prima a produrre in serie LED visibili. Nel 1968 la Monsanto produceva LED rossi usati come indicatori. Ma non è stato fino agli anni '70 che i LED sono diventati popolari quando Fairchild Optoelectronics ha iniziato a produrre dispositivi LED a basso costo (meno di cinque centesimi ciascuno) per i produttori.
Nel 1976, Thomas P. Pearsall ha inventato un LED ad alta efficienza ed estremamente luminoso per l'uso in fibra ottica e telecomunicazioni in fibra. Pearsall ha inventato nuovi materiali semiconduttori ottimizzati per le lunghezze d'onda di trasmissione della fibra ottica.
Nel 1994, Shuji Nakamura ha inventato il primo LED blu usando nitruro di gallio.