Les diodes électroluminescentes
Une diode électroluminescente est tout d'abord une diode, composant semi-conducteur qui agit principalement comme commutateur à sens unique de courant. La diode permet au courant de circuler facilement dans une direction dès que la tension aux bornes dépasse la tension de seuil de celle-ci, mais restreint fortement le courant de circuler dans la direction opposée.
Les LED (Light Emitting Diode ou DEL en français), gardent les caractéristiques d'une diodes, mais offrent la particularité d'émettre de la lumière. Ceci est rendu possible notamment grâce au choix du semi-conducteur et au dopage. Cette manipulation au niveau atomique consiste à ajouter ou retirer un électron grâce à l’incorporation de phosphore ou de bore dans le semi-conducteur. L'énergie dégagée par le courant pour le passage de la jonction de la diode est transformée en proton (élément de base de la lumière).
La couleur de la LED
En fonction du matériau utilisé pour la réalisation de ce semi-conducteur, la LED émettra une longueur d'onde différente, donc émettra une couleur différente. La couleur visible peut aussi, dans certains cas, être liée à la couleur du capot.
Plus la longueur d'onde émise par la LED est faible et plus la tension nécessaire à son allumage sera élevée (il s'agit de la tension de seuil) :
- Infrarouge (> 760 nm) < 1.63V ;
- Rouge (610 à 760 nm) 1.63V à 2.03V ;
- Orange (590 à 610 nm) 2,03V à 2,10V ;
- Jaune (570 à 590 nm) 2,10V à 2,18V ;
- Vert (500 à 570 nm) 2,18V à 2,48V ;
- Bleu (450 à 500 nm) 2,48V à 2,76V ;
- Violet (400 à 450 nm) 2,76V à 3,1V ;
- Ultraviolet (< 400 nm) > 3,1V ;
- Blanc (chaud à froid) > 3,5V.
- L’œil humain distingue les longueurs d'ondes entre 400 et 760 nm.
- Les diodes émettant du blanc n’existent pas : leur technologie repose sur la combinaison de plusieurs sous-diodes dont la lumière une fois mélangée apparaît comme du blanc.
Dans un semi-conducteur à base de silicium, la lumière émise est infrarouge et l’œil humain ne la distingue pas. Pour réaliser des LED de lumière rouge ou verte, il faut d’autres matériaux : arséniure et phosphure de gallium, arséniure d’indium, etc... Le choix du semi-conducteur permet de définir la lumière émise par la LED.
Résistance d'adaptation
Suivant le type de LED (5mm, 3mm, SMB...), le fabriquant et le matériau (dont dépend la couleur émise), la tension de seuil ainsi que le rendement seront donc différents. Ceci explique l'adaptation nécessaire de la résistance de limitation de courant, indispensable pour éviter la destruction du composant.
Lorsque plusieurs LED de couleurs différentes sont visibles en même temps, l'adaptation individuelle de cette résistance de limitation est indispensable afin d'obtenir une cohérence visuelle d'ensemble (intensité des feux de signalisations par exemple). Chaque couleur de LED nécessite donc sa propre valeur de résistance de protection afin d'apparaître avec une intensité lumineuse identique aux autres.
Schéma de câblage d'une LED
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