Che cos'è un circuito LED?
Un circuito LED è qualsiasi circuito di alimentazione elettrica utilizzato per alimentare diodi emettitori di luce o LED. Nella sua forma più semplice, un circuito a LED comprende una sorgente di tensione, una resistenza per ridurre la tensione e un LED. Il circuito LED può contenere anche altri componenti, come interruttori e sensori, ma questi non influenzano i principi di base coinvolti nell'alimentazione di un LED.
I LED sono economici, affidabili, robusti ed efficienti dal punto di vista energetico. Il circuito a LED è diventato una caratteristica comune nei dispositivi elettronici, nelle automobili e negli apparecchi, dove fungono da indicatori luminosi e per un'illuminazione minore. Sono stati sviluppati LED più grandi che hanno applicazioni domestiche, e questi senza dubbio diventeranno più importanti in futuro, ma questa discussione si concentrerà sugli elementi di un circuito LED in quanto si applica a LED più piccoli.
I LED sono diodi a stato solido semplici. Un diodo è un dispositivo che consente agli elettroni di fluire in una sola direzione interponendo un po 'di materiale semiconduttore nel percorso della corrente a ciò che è noto come giunzione. Nei LED, questo materiale semiconduttore viene trattato in modo speciale per emettere fotoni di luce quando la corrente lo attraversa. Quando la corrente elettrica passa attraverso il LED nella giusta direzione, si dice che è polarizzata in avanti e il materiale semiconduttore nella giunzione si illumina.
Quando il flusso di corrente viene invertito, una condizione nota come polarizzazione inversa, nessun elettrone fluisce attraverso il materiale semiconduttore e non viene emessa luce. Un'eccessiva tensione di polarizzazione inversa danneggerà facilmente la giunzione, quindi questa tensione di rottura inversa deve essere protetta. Per questo motivo, la corrente continua è preferita alla corrente alternata per alimentare i LED, rendendo le batterie fonti di energia ideali.
Anche un'eccessiva tensione di polarizzazione diretta può danneggiare la giunzione del LED, quindi una resistenza viene quasi sempre utilizzata per ridurre la tensione al dispositivo. I LED sono classificati dal produttore sia per l'assorbimento di corrente che per la caduta di tensione resistiva sotto polarizzazione diretta, o Vf, e questi devono essere presi in considerazione quando si sceglie una resistenza per un circuito LED. Il valore della resistenza necessaria può essere calcolato sottraendo la caduta di tensione resistiva del LED dalla tensione di alimentazione e dividendo i risultati per la corrente nominale indicata dal LED.
Il pericolo di una tensione di rottura inversa rende fondamentale che il LED venga inserito nel circuito del LED con la polarità corretta. I LED consentono agli elettroni di passare dai loro catodi ai loro anodi, quindi i LED devono essere cablati in modo che i loro catodi si colleghino al polo negativo dell'alimentazione e i loro anodi al lato positivo. I produttori indicano la polarità del LED in diversi modi, in particolare rendendo il filo catodico più corto, piatto, nero o appiattendo o intagliando il lato del catodo della custodia del LED.
Il tipico circuito LED utilizzato per alimentare una piccola spia luminosa utilizzerà una batteria da 1,5 a 9 V come fonte di alimentazione. Avrà una tipica caduta di tensione diretta, da circa 1,8 a 3,3 volt, a seconda del colore. Il LED assorbirà forse da 5 a 20 mA di corrente.