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TPE Biomimetisme

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Principe de fonctionnement d'une led (partie 2):

Principe de fonctionnement d'une led (partie 2):

-Toutd'abord pour les conducteur ,ils conduisent l'électricité car les deux bandes ,celle de valence et de conductions se "chevauchent" .Cela amene les électrons a passé de la bande de valence et celle de conduction et donc les électrons peuvent circuler librement dans tout le solide .

-Pour les isolants, la bande de valence et la bande de conduction sont séparées par un gap (bande interdite) de l'ordre de 6 eV. Cette valeur est trop élevée pour que les électrons passent dans la bande de conduction.

-Pour les semi-conducteur , le gap qui sépare la bande de valence a celle de conduction est beaucoup plus faible ,la valeur voisine les 1 eV .Il faut apporter au éléctrons cette énergie pour qu'il passe d'une bande a l'autre .

C'est la valeur de l'énergie de cette bande qui va fixer les propriétés électriques du matériau (figure ci-dessous) :

 

De maniere generale ,pour faire passer les électrons d'une bande l'autre est l'application d'une tension .Cette tension doit etre plus grande que celle du semi-conducteur et doit etre choisi en fonction de la distance entre les 2 bandes .

On se retrouve donc avec la configuration suivante :

-la bande de valence a perdu un électron. Elle a donc une place libre, appelé « un trou »

-la bande de conduction a gagné un électron (qui peut alors conduire le courant).

Problème : cette configuration est instable et ne reste donc pas comme ça très longtemps: l’électron fini par chercher a boucher le trou. Cette recombinaison « électron-trou » se produit en permanence et des électrons montent sans cesse dans la bande de conduction et d’autres redescendent pour boucher les trous.

Ce qui fait la particularité des LEDS est que cette combinaison électron-trou libere des photons et donc de la lumiere .La lumiere des LEDS vient de la .Grace au semi-conducteur ,il y a une stabilisation éléctronique lors des combinaison electron-trou .

L'un des éléments les plus interessant ici est qu'il est possible de frabiquer des Leds de differentes couleurs .Selon le semi-conducteur choisi ,la différence d'énergie entre les 2 bandes sera égale a l'énergie du photon émis et donc lors de sa recombinaison ,la lumiere sera d'une certaine couleurs .Mais pour realiser une diode blanche ,c'est la combinaison de plusieur semi-conducteur emettant du rouge ,bleu et vert qui produise du blanc une fois mélangé .

C’est un principe proche (mais différent) du fonctionnement d’un laser, et c’est pour ça qu’on trouve une diode dans les pointeurs laser.

Principe de fonctionnement d'une led (partie 2):