Principe de la technologie LED



Une LED (Light Emitting Diode), appelée en français une DEL (Diode Electro-Luminescente), permet d’obtenir de la lumière avec un très bon rendement c'est à dire que la majeure partie de l’énergie absorbée par la LED sera convertie en lumière. Les ampoules à incandescence eux ont un très mouvais rendement car la majeure partie de l'énergie absorbée par l'ampoule est convertie en chaleur, seulement 10% environ de cette énergie est convertie en lumière. Grâce à ses caractéristiques économiques et techniques, la LED va sans doute s'imposer comme mode d'éclairage d'avenir.

Dans un semi-conducteur, la conduction du courant peut se faire soit par des électrons ( comme dans un métal ) soit par des trous. Quand un électron quitte sa place pour aller se balader, il laisse un trou. Un électron, voisin de ce trou, peut venir le combler. Mais il laisse un autre trou, juste à coté, Autrement dit : le trou s’est déplacé. Jusque la, rien de compliqué), Ensuite, si vous poussez les électrons dans un sens, grâce à un champ électrique (mettons, vers la droite), alors les électrons vont volontiers : s’il sont libres, se déplacer, s’ils sont à la gauche d’un trou, le combler. Donc les trous vont se déplacer vers la gauche.
Pour résumer, quand il y a une place parmi les électrons, ceux-ci peuvent se déplacer pour prendre la place de l’électron qui manque. On peut voir ça en disant qu’en fait, c’est le trou qui se déplace.
Principe de la technologie LED

Au final, le courant électrique est bien un courant d’électrons, mais on peut voir les trous comme des “porteurs de charge”. Si un trou bouge, en fait des électrons bougent de proche en proche, donc il y a conduction de courant.

Une LED est une jonction entre deux moitiés de semi-conducteur. Dans une moitié, il n’y a presque que des trous. On dit que cette moitié est dopée P (pour positif, parce que les trous sont comme un charge positive). Dans l’autre moitié, dopée N, il y a plein d’électrons libres. Bref, les deux moitiés prises séparément, sont conductrices. Mettons que la moitié pleine d’électrons soit à droite.

Si on cherche à faire aller les électrons de la gauche vers la droite, les électrons de la moitié droite seront attirés vers la droite dans le circuit, tandis que des électrons arriveront par la gauche pour combler les trous. Pour que le courant passe, il faudrait que les électrons aillent vers la gauche et les trous vers la droite. Mais la jonction entre le milieu dopé N et le milieu dopé P, signifie qu’il faudrait en permanence créer des trous et des électrons, Or, pour y arriver, il faudrait fournir de l’énergie pour sortir des électrons de leur place et créer un trou et un électron. En pratique, cela ne se fait pas, donc le courant ne passerait pas.

Si maintenant, on fait aller les électrons vers la gauche. A gauche, on arrache des électrons au semi-conducteur et cela laissera un trou. Cette opération se fait sans qu’on ait besoin d’énergie. A droite, on amène des électrons. Du coup, les trous vont maintenant vers la droite à la rencontre des électrons. Quand ils se trouvent, les électrons remplissent les trous, ce qui se fait très bien à condition que les électrons puissent se débarrasser de l’énergie qu’ils ont parce qu’ils sont libres. Et ils peuvent le faire en émettant de la lumière (d’une couleur qui dépend du semi-conducteur).

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