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Diode LED – caractéristiques des principaux paramètres
Date de publication 2021-11-03
Qu'est-ce qu'une diode LED ?
Diode lumineuse, également appelée diode électroluminescente, abrégée en LED (en anglais light-emitting diode) est un type de semi-conducteur qui émet un rayonnement lumineux sous l'effet du courant qui le traverse. On trouve le plus souvent des diodes émettant différentes couleurs de lumière visible, mais cela peut aussi être de l'infrarouge ou de l'ultraviolet. Les diodes LED existent sous de nombreuses formes – des éléments cylindriques classiques à trous traversants, aux composants microscopiques montés en surface, jusqu'aux vastes assemblages de type chip-on-board (COB). Quelles caractéristiques les distinguent donc des autres types de semi-conducteurs ? Vous trouverez la réponse à cette question dans cet article.
Quelles sont les utilisations des diodes lumineuses ?
La technologie LED nous accompagne dans la vie quotidienne – comme signalétique dans divers appareils électroniques, ou pour le rétroéclairage des écrans et moniteurs LCD. Elle est également la norme dans la plupart des produits d'éclairage modernes. Il est très probable qu'avec le progrès technologique, les diodes LED remplaceront complètement l'éclairage traditionnel dans un futur proche. Il est donc utile de connaître les propriétés de cette source lumineuse universelle.
Quels sont les paramètres les plus importants de la diode LED ?
Voici un tableau des paramètres les plus importants caractérisant les diodes LED :
Type de boîtier et méthode de montage
Les diodes LED existent sous de nombreuses formes et apparences – on distingue de nombreuses formes et tailles, types de pattes et montages, formes et couleurs des lentilles, voire la position de l'émetteur dans le boîtier. On trouve également des diodes avec plusieurs émetteurs distincts dans un même boîtier. Le résultat est une large gamme d'applications – les diodes LED se rencontrent aussi bien dans les lampadaires que dans les appareils portables compacts. Le mode de montage de la diode est un aspect tout aussi important à prendre en compte lors du choix de la diode. Par exemple, les composants SMD (montés en surface) permettent un montage automatique et prennent moins de place, mais ne permettent pas un montage direct dans le boîtier ou le panneau avant de l'appareil.
Courant maximal de conduction
Cette valeur varie selon le type et l'usage de la diode – elle est généralement donnée par le fabricant. Par exemple, pour une diode LED 5mm rouge diffuse, utilisée notamment dans les signalisations, le courant nominal est de 50mA. Dépasser cette valeur peut entraîner une destruction ou un endommagement permanent de la diode, tandis qu'un courant plus faible permet d'augmenter sa durée de vie. Le courant traversant la diode dépend de la tension – il est plus grand lorsque la tension est plus élevée. Par ailleurs, plus le courant traversant la diode est important, plus son intensité lumineuse (intensité du rayonnement) est grande.
Tension de conduction
La valeur de ce paramètre est étroitement liée à la couleur de la lumière émise, qui correspond elle-même à l'énergie des photons. Pour une couleur donnée, la plage de tension de conduction est généralement constante, avec des limites admissibles d'environ 1,2V à 5V. Par exemple, la tension de conduction d'une diode rouge varie de 1,6 V à 2,4 V, alors que celle d'une diode bleue est de 2,8 V à 3,6 V.
C’est une grandeur physique issue de la photométrie visuelle, qui mesure la puissance totale de la lumière émise par une source donnée. Son unité de mesure est le lumen (lm). Lors de la mesure du flux lumineux, on prend en compte la sensibilité de l'œil humain aux différentes couleurs – cela est défini par la fonction dite de luminescence. Par exemple, une diode verte a une luminance beaucoup plus élevée qu’une diode bleue de même puissance, car l'œil humain perçoit mieux la lumière verte que les autres couleurs.
Efficacité lumineuse (également appelé rendement ou performance lumineuse)
Cette valeur indique le flux lumineux qu'une source lumineuse est capable de produire par unité de puissance fournie. Elle s'exprime en lumen/watt (lm/W). Pour les diodes LED, elle se situe généralement entre 70 et 120 lm/W, tandis que les émetteurs à haute performance peuvent atteindre une efficacité dépassant 200 lm/W. En comparaison, une ampoule traditionnelle de 60 W a une efficacité lumineuse d'environ 12 lm/W, et une ampoule halogène de même puissance environ 20 lm/W. Cette différence significative de rendement est particulièrement importante dans les applications d’éclairage, permettant une consommation d’énergie nettement inférieure.
Indice de rendu des couleurs (CRI ou Ra)
Ce paramètre s’applique principalement aux diodes LED blanches utilisées en éclairage. Il mesure la fidélité avec laquelle les couleurs des objets éclairés par cette source lumineuse sont reproduites. Sa valeur est exprimée par un nombre allant de 0 à 100 – plus le chiffre est élevé, plus les couleurs sont naturelles. Typiquement, l’éclairage LED ne rivalise pas encore tout à fait avec les sources lumineuses classiques à incandescence en termes de rendu des couleurs. La valeur CRI des diodes LED blanches se situe généralement dans une fourchette entre 80 et 90, tandis que les lampes à incandescence et halogènes approchent une valeur CRI proche de 100. Cependant, il existe des diodes d’éclairage de haute qualité avec un CRI dépassant 95.
