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SMART TECH ELETTRONICA OGGI 528 - SETTEMBRE 2025 V le lacune nella regione di tipo p. Poiché la banda di conduzione si trova a un livello energetico superiore a quello della banda di valenza, la ricombinazione rilascia energia. Per il semicondut- tore, questo rilascio di energia si manifesta sotto forma di emis- sione di fotoni e calore. Dalla fisica sappiamo che la lunghezza d’onda si calcola con la seguente formula: è la lunghezza d’onda, h è la costante di Planck, c è la velocità della luce nel vuoto ed E è l’energia. Produrre un LED di un colore specifico richiede semplicemente lo sviluppo di un semiconduttore composto con la corrispondente energia di ban- dgap. Ciò non è semplice da realizzare, ma i LED sono ora disponibili con emissione in tutto lo spettro elettromagnetico, dall’infrarosso all’ultravioletto. CARATTERISTICHE DI EMISSIONE DEI LED Vari importanti parametri vengono utilizzati per esprimere l’e- missione dei LED, come il flusso luminoso, che è la potenza lumi- nosa emessa dal LED, misurato in unità di lumen (lm); l’intensità luminosa, che esprime la potenza luminosa emessa per unità di angolo solido in una direzione specifica, misurata in unità di candele (cd), un altro importante parametro è la luminanza o luminosità, misurata in cd/m², che in sostanza esprime l’in- tensità luminosa per unità di area. L’emissione dei LED è stata tradizionalmente specificata in termini di intensità luminosa o luminanza. Con l’aumento delle applicazioni di illuminazione generale, tuttavia, i LED vengono sempre più specificati in ter- mini di lumen. Maggiore è la corrente di pilotaggio, maggiore è l’emissione del LED, fino ad un certo punto. Quando la corrente diventa troppo elevata, può causare diversi problemi. In primo luogo, si riduce la durata. In secondo luogo, superato un certo livello di corrente, il meccanismo di ricombinazione dominante passa dalla ricombinazione radiativa a un processo non radiativo noto come ricombinazione Auger. Questa variazione nella quantità di energia convertita in luce causa un calo significativo dell’effi- cienza di conversione, noto come ‘droop’. Infine, quando la cor- rente aumenta sufficientemente, il LED si brucia completamente. LUNGHEZZA D’ONDA I livelli di energia variano leggermente da elettrone a elettrone, a seconda delle orbite che occupano. Per questo motivo, anche l’energia rilasciata dalla ricombinazione, e la lunghezza d’on- da dei fotoni emessi, variano. Questo amplia la larghezza di banda di uscita di un LED tra 50 e 100 nm. Al contrario, i diodi laser, che funzionano in base all’emissione stimolata, generano un’uscita a banda stretta (da 1 a 2 nm). Anche in un processo ben controllato, l’uscita dei LED può varia- re da lotto a lotto in termini di caratteristiche come lunghezza d’onda/colore dominante, luminanza e tensione. Di conseguen- za, i LED vengono in genere selezionati in base ad una caratte- ristica specifica, dopo la fabbricazione. ANGOLO DI RADIAZIONE FOTONICA I fotoni vengono emessi dal LED su una gamma di angoli. Quelli con un’incidenza quasi normale rispetto alla superficie di in- gresso del case si propagheranno attraverso l’interfaccia. Ad angoli maggiori, potrebbero rifrangersi o diffondersi. Ad angoli sufficientemente grandi, subiranno una riflessione interna totale e non sfuggiranno mai al LED. Per questo motivo, massimizzare l’estrazione della luce è un obiettivo primario nella progettazione dei LED. Come parte del packaging, il composto semiconduttore del LED è posizionato in un cono riflettente progettata per dirigere la massima emissione luminosa possibile in avanti (figura 1). Anche quando i fotoni si propagano nel case o nella lente, pos- sono comunque fuoriuscire da diverse angolazioni. Per caratte- rizzare l’emissione luminosa dei LED vengono utilizzati diversi parametri. Il primo è l’angolo di radiazione, definito come l’am- piezza totale misurata al 50% del valore massimo dell’intensità luminosa. I LED sono disponibili con angoli completi che vanno da 30° a 130°. La scelta di un LED in base all’angolo di radiazione dipende dall’applicazione. Per le interfacce utente progettate per la visio- Figura 1. Rappresentazione schematica di un LED per montaggio a foro passante (Fonte: https://core-electronics.com.au/guides/all-about-leds/ )