ELEMANIA
LED - Tensione di soglia e colore
Tensione di soglia e colore del LED

Per far accendere un diodo LED è necessario polarizzarlo direttamente. Da questo punto di vista l'unica differenza sostanziale rispetto ai diodi "normali" sta nel valore della tensione di soglia. Infatti i i LED sono realizzati con semiconduttori (e leghe di semiconduttori) di tipo diverso rispetto al silicio usato normalmente nei diodi raddrizzatori.

Il valore della tensione di soglia dipende dal colore della luce emessa dal LED come mostra la seguente tabella riassuntiva:

Colore Lunghezza d'onda  [nm] Tensione di soglia [ΔV] Materiale semiconduttore
Infrarosso λ > 760 ΔV < 1.9 Arseniuro di gallio (GaAs)
Arseniuro di gallio e allumninio  (AlGaAs)
Rosso 610 < λ < 760 1.63 < ΔV < 2.03 Arseniuro di gallio e allumninio  (AlGaAs)
Fosfuro arseniuro di gallio  (GaAsP)
Fosfuro di alluminio gallio indio  (AlGaInP)
Fosfuro di gallio  (GaP)
Arancione 590 < λ < 610 2.03 < ΔV < 2.10 Fosfuro arseniuro di gallio  (GaAsP)
Fosfuro di alluminio gallio indio  (AlGaInP)
Fosfuro di gallio  (GaP)
Giallo 570 < λ < 590 2.10 < ΔV < 2.18 Fosfuro arseniuro di gallio  (GaAsP)
Fosfuro di alluminio gallio indio  (AlGaInP)
Fosfuro di gallio  (GaP)
Verde 500 < λ < 570 1.9 < ΔV < 4.0 Nitruro di gallio e indio (InGaN) / Nitruro di gallio  (GaN)
Fosfuro di gallio  (GaP)
Fosfuro di alluminio gallio indio  (AlGaInP)
Fosfuro di gallio e alluminio  (AlGaP)
Blu 450 < λ < 500 2.48 < ΔV < 3.7 Seleniuro di zinco  (ZnSe)
Nitruro di gallio e indio (InGaN)
Carburo di silicio  (SiC)
Viola 400 < λ < 450 2.76 < ΔV < 4.0 Nitruro di gallio e indio (InGaN)
Ultravioletto λ < 400 3.1 < ΔV < 4.4 Diamante (235 nm)
Nitruro di Boro (BN)  (215 nm)
Nitruro di alluminio  (AlN) (210 nm)
Nitruro di gallio e alluminio  (AlGaN)
Nitruro di gallio indio e alluminio  (AlGaInN) – (fino 210 nm)
Bianco Ampio spettro ΔV = 3.5 LED blu con fosfori gialli

I primi LED, realizzati negli anni '60, producevano luce infrarossa o di colore rosso. Successivamente, negli anni 70, furono sviluppati i LED a luce arancione, gialla e verde, mentre le lunghezze d'onda minori (corrispondenti alle frequenze più elevate) furono raggiunte solo negli anni '90.

Lunghezza d'onda

La lunghezza d'onda λ, misurata in nanometri (nm,  10-9 metri), è la distanza misurata fra due massimi dell'onda luminosa.

Il colore percepito dal nostro occhio della radiazione luminosa dipende dalla sua lunghezza d'onda (le radiazioni con lunghezza d'onda inferiore a 400nm e superiore a 730nm circa non sono invece visibili, entrando rispettivamente nel campo dell'ultravioletto e dell'infrarosso):

La lunghezza d'onda è legata alla frequenza dell'onda dalla relazione:

dove c è la velocità della luce (circa 300.000 km/s), f è la frequenza dell'onda e λ la lunghezza d'onda.

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