Problematiche di polarizzazione

Polarizzare il led significa determinare tensione e corrente di funzionamento a regime.

Questa operazione è spesso sottovalutata, nonostante abbia influenza sulla durata e sulla stabilità di funzionamento del componente. Il modo migliore per effettuare una corretta polarizzazione è quello di riferirsi alla caratteristica corrente-tensione del bipolo, espressa da una curva di tipo esponenziale (figura 3).

Da questa si evince che non vi è passaggio di corrente diretta “I_D” al di sotto di un valore di tensione (detto di soglia) V

Oltre Vs la corrente “I_D” cresce invece molto rapidamente: poiché variazioni anche piccole di tensione causerebbero brusche variazioni di corrente, è necessario l’utilizzo di una resistenza limitatrice.

Il dimensionamento inizia fissando, sulla base di considerazioni illuminotecniche, un valore di intensità luminosa adatto all’assegnato compito visivo. Successivamente, mediante la caratteristica corrente-intensità luminosa del componente, viene determinata la corrente “I_D” necessaria a produrre l’intensità desiderata.

È buona norma mantenere la corrente tra 12 e 15 mA aumentando, se necessario, il numero di led utilizzati per la produzione dell’intensità necessaria (vedasi oltre). Per la maggior parte dei led a luce bianca conviene scegliere una corrente di funzionamento che mantenga la caduta di tensione sulla giunzione prossima ai 3,4V o al valore specificato al costruttore.

In alcuni casi può essere necessario stabilizzare termicamente il led mediante appositi circuiti retroazionati, tenendo presente che l’intensità della radiazione emessa varia con la temperatura secondo una legge del tipo exp [k(T-Ta)] dove “k” dipende dal materiale impiegato ma è dell’ordine di 0,01/°C.

Ciò significa che quando la temperatura aumenta (o diminuisce) linearmente, l’intensità della radiazione emessa diminuisce (o aumenta) esponenzialmente. La riduzione del flusso luminoso è in ogni caso reversibile e non ha influenza sul “fisiologico” decadimento che si riscontra nel corso della vita del componente.

Fissato in ogni caso il punto di funzionamento sulla curva di polarizzazione si sceglie una tensione di alimentazione dc primaria superiore, almeno del 20%, alla tensione sul led (ad esempio, un punto di lavoro a 3,4V necessiterà di una V_DC ≥4,5V). È quindi possibile dimensionare la resistenza limitatrice “R_L”: nota la tensione di alimentazione V_DC si ha, con riferimento alla figura 4: V_DC = R_L · I_D + V_D da cui si ricava: