Un circuito LED è qualsiasi circuito elettrico utilizzato per alimentare diodi emettitori di luce o LED. Nella sua forma più semplice, un circuito LED comprende una sorgente di tensione, un resistore per ridurre la tensione e un LED. Il circuito LED può contenere anche altri componenti, come interruttori e sensori, ma questi non influiscono sui principi di base coinvolti nell’alimentazione di un LED.
I LED sono economici, affidabili, robusti ed efficienti dal punto di vista energetico. Il circuito LED è diventato una caratteristica comune in dispositivi elettronici, automobili ed elettrodomestici, dove fungono da indicatori luminosi e per 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 ai LED più piccoli.
I LED sono semplici diodi a stato solido. 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 in quella che è nota come giunzione. Nei LED, questo materiale semiconduttore è 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 sia polarizzata direttamente e il materiale semiconduttore nella giunzione si illumina.
Quando il flusso di corrente viene invertito, una condizione nota come polarizzazione inversa, nessun elettrone scorre 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 si preferisce la corrente continua alla corrente alternata per l’alimentazione dei LED, rendendo le batterie fonti di alimentazione ideali.
Un’eccessiva tensione di polarizzazione diretta può anche danneggiare la giunzione del LED, quindi viene quasi sempre utilizzato un resistore per ridurre la tensione al dispositivo. I LED sono classificati dal produttore per quanto riguarda sia il loro assorbimento di corrente che la loro caduta di tensione resistiva sotto polarizzazione diretta, o Vf, e questi devono essere presi in considerazione quando si sceglie un resistore 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 del LED.
Il pericolo di tensione di rottura inversa rende fondamentale che il LED sia posizionato nel circuito 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’alimentatore e i loro anodi al lato positivo. I produttori indicano la polarità del LED in diversi modi, in particolare rendendo il filo del catodo più corto, piatto, nero o appiattendo o intagliando il lato del catodo della custodia del LED.
Il tipico circuito LED utilizzato per alimentare un piccolo indicatore luminoso 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.