In elettronica un diodo ad emissione luminosa o LED (acronimo inglese di light emitting diode) è un dispositivo optoelettronico che sfrutta le proprietà ottiche di alcuni materiali semiconduttori per produrrefotoni attraverso il fenomeno dell'emissione spontanea ovvero a partire dalla ricombinazione di coppie elettrone-lacuna. Il primo LED è stato sviluppato nel 1962 da Nick Holonyak Jr

Alimentazione

Il modo corretto di alimentare un LED è quello di fornire al dispositivo una corrente costante polarizzata, il cui valore è dato del costruttore nel relativo datasheet.Ciò si può ottenere utilizzando un generatore di corrente o, più semplicemente, ponendo inserie al LED un resistore di valore appropriato, col compito di limitare la corrente che vi scorre. Questa soluzione, tecnicamente corretta dal punto di vista elettrico, penalizza lievemente l'efficienza del sistema; infatti la potenza in eccesso viene dissipata in calore nel resistore di limitazione posto in serie al LED. Il valore di tensione rilevabile ai capi del dispositivo è diretta conseguenza del valore di corrente fornito. Allo stato attuale, torce portatili per uso professionale, speleologia, uso subacqueo, militare, o sport agonistico notturno usano LED montati meccanicamente anche a gruppi, con conseguenti correnti di alimentazione anche di decine di ampere. Basti considerare, a titolo d'esempio che il dispositivo singolo monochip SST-90 assorbe 9 Ampere. L'informazione più appropriata per l'utilizzo dei LED di potenza si può ottiene dai datasheet del costruttore. In particolare, il grafico che correla la corrente assorbita con la quantità di luce emessa (lumen), è il migliore aiuto per comprendere le caratteristiche del dispositivo.

Il valore della resistenza in serie Rs è calcolato mediante la legge di Ohm e la legge di Kirchhoff conoscendo la corrente di lavoro richiesta I_f, la tensione di alimentazione V_s e la tensione di giunzione del LED alla corrente di lavoro data, V_f.

Nel dettaglio, la formula per calcolare la resistenza in serie necessaria è:

 che ha come unità di misura 

che si dimostra considerando il LED come una seconda resistenza di valore , e ponendo V_s uguale alla somma delle tensioni ai capi della resistenza e del LED:

quindi

da cui la formula di cui sopra.

Esempio: ipotizzando V_s = 12 volt, V_f = 1,8 volt e I_f = 20 mA si ha

In linea generale, quando non si possiede il datasheet specifico, si può considerare per i LED consueti di diametro 5 mm una tensione Vf pari a circa 2 V ed una corrente di lavoro If prudenziale di 10-15 mA, fino a 20 mA. Valori superiori di corrente sono in genere sopportati, ma non assicurano un funzionamento duraturo. Quindi, secondo la suddetta formula, la resistenza dovrà essere compresa tra questi due valori:

Per i LED di tipo flash, per i quali come si è detto la corrente può variare tra 20 e 40 mA, i valori minimo e massimo della resistenza saranno 250 e 500 (valori standard 270 Ohm e 470 Ohm).

Poiché i LED sopportano una bassa tensione inversa (solo pochi volt), se vengono alimentati a corrente alternata occorre proteggerli ponendovi in parallelo un diodo con polarità invertita rispetto al LED ("antiparallelo"). Non è consigliabile inserire un diodo in serie per due motivi: in primo luogo la tensione di alimentazione dovrebbe essere superiore alla somma delle due tensioni di giunzione. In secondo luogo, la tensione si può ripartire sui due diodi in modo da superare comunque la tensione inversa sopportata dal LED.

ASSORBIMENTO

L'assorbimento di corrente di alimentazione entrante nel dispositivo varia molto in funzione della tipologia di LED: sono minori nei LED normali usati come indicatori rispetto a quelli ad alta luminosità (led flash e di potenza), secondo la seguente tabella:

La tensione applicata alla giunzione dei LED dipende dalla gap energetica del materiale, la quale determina il colore della luce emessa, come riportato nella seguente tabella: