Verhelst

Romane

6GE

Travail de Physique 2h : Les LEDs

1. Comment fonctionne les LEDs ?

Une LED est une diode produisant de la lumière lorsqu’elle est traversée par le courant. Une diode est un composant électronique ne laissant circuler le courant électrique que dans un seul sens.

Composition d’une LED :

1a : anode. Se branche au + de l'alimentation
1c : cathode. Se branche au - de l'alimentation

3 : lentille (boîtier coloré ou transparent)

4 : fil de bonding (semi conducteur)

5 : puce (émet la lumière)

6 : coupelle réflectrice (permet de diriger les rayons lumineux)

Pour faire fonctionner une LED, on a besoin d’une différence de potentiel U, d’où la présence d’une borne positive et d’une borne négative. Le courant va passer par l’anode et veut se diriger vers le cathode. Il va donc traverser le semi-conducteur, et avant cela, une puce.
Celle-ci est composée d’une couche excédante en électron et d’une en déficit d’électrons.
Sous l'effet de la différence de potentiel appliquée entre les deux couches, des électrons pénètrent dans la couche de type N (en excès). Cela correspond à combiner un trou et un électron. Cette combinaison est possible si il y a émission d’énergie (l’énergie que possédait l’électron libre et qu’il doit céder) sous forme de photon. D’où l’émission de lumière.

Schéma d’une puce

4 : fil de bonding (semi-conducteur)

5p : couche de type P (en excès de trous c'est à dire en déficit d'électron)
5n : couche de type N (en excès d'électrons)
5a : couche active

6 : coupelle réflectrice

Pour obtenir une couche en déficit d’électrons ou en excès d’électrons, on dope des cristaux. Ce dopage peut être physique ou chimique.

Dopage N

On incorpore un élément « donneur » d’électrons, plus précisément un élément pentavalent (qui possède 5 électrons sur sa couche périphérique). Ces derniers appartiennent au groupe V de la classification périodique des éléments. Sur ses quatre électrons, un va être