Pour répondre à cette question, il convient tout d’abord de distinguer les DEL à phosphore (N ° 1) (par exemple, les DEL blanches, éventuellement quelques DEL vertes) des DEL à émission directe (par exemple, les DEL de couleur les plus visibles, les DEL IR et UV).
LED d'émission directe ont généralement une Turn- sur le temps en nanosecondes un seul chiffre , plus pour les grandes LED. Les temps d' arrêt pour ceux-ci sont dans les dizaines de nanosecondes , un peu plus lent que l'allumage. Les DEL IR indiquent généralement les temps de transition les plus rapides, pour des raisons données à l'avance.
Des LED spéciales sont disponibles, dont les géométries de jonction et de liaison sont spécialement conçues pour permettre des impulsions de 800 picosecondes à 2 nanosecondes . Pour des impulsions encore plus courtes, des diodes laser spéciales, fonctionnant de nombreuses manières similaires aux LED, fonctionnent jusqu’à 50 impulsions picosecondes .
Comme l'a souligné @ConnorWolf dans les commentaires, il existe également une famille de produits à diodes électroluminescentes à formage de faisceau optique spécialisé, offrant des largeurs d'impulsions de 500 à 1 000 picosecondes .
Les DEL de type phosphore ont des délais d'activation et de désactivation de l'ordre de dizaines à des centaines de nanosecondes , nettement plus lents que les DEL à émission directe.
Les facteurs dominants pour une commutation rapide des LED ne sont pas seulement les temps de transition d'émission inhérents à la LED:
- L'inductance des traces provoque des temps de montée et de descente plus longs. Traces plus longues = transitions plus lentes.
- La capacité de jonction de la LED elle-même est un facteur (n ° 2) . Par exemple, ces LED à trous traversants de 5 mm ont une capacité de jonction de 50 pF nominale. Les jonctions plus petites, par exemple les DEL SMD 0602, ont une capacité de jonction correspondante et sont de toute façon plus susceptibles d'être utilisées pour le rétroéclairage de l'écran.
- La capacité parasite (traces et circuits de support) joue un rôle important dans l’augmentation de la constante de temps RC et donc dans le ralentissement des transitions.
- Les topologies de conduite de LED typiques, par exemple la commutation MOSFET côté bas, ne réduisent pas activement la tension de la LED lorsqu’elles s’éteignent . Par conséquent, les temps de mise hors tension sont généralement plus lents que pour allumer.
- En raison des facteurs inductifs et capacitifs ci-dessus, plus la tension directe de la LED est élevée , plus les temps de montée et de descente sont longs, car la source de courant doit fournir un courant plus difficile pour surmonter ces facteurs. Ainsi, les DEL infrarouges, avec les tensions aval les plus basses généralement, effectuent la transition le plus rapidement.
Ainsi, dans la pratique, les constantes de temps limites pour une conception mise en œuvre peuvent être de l'ordre de centaines de nanosecondes . Cela est dû en grande partie à des facteurs externes, à savoir le circuit de conduite. Cela contraste avec les temps de transition beaucoup plus courts de la jonction de LED.
Pour obtenir une indication de la dominance de la conception du circuit de commande par rapport aux LED elles-mêmes, consultez la récente RFI du gouvernement américain (avril 2013), qui vise à concevoir des circuits capables de garantir un temps de commutation des LED de l'ordre de 20 nanosecondes .
Notes :
N ° 1: Une DEL de type à luminophore possède une jonction émettrice de lumière sous-jacente, généralement située dans la plage du bleu extrême ou des ultraviolets, qui excite ensuite un revêtement de luminophore. Le résultat est une combinaison de plusieurs longueurs d'onde émises, d'où un spectre de longueurs d'onde plus large qu'une LED à émission directe, celle-ci étant perçue comme étant à peu près blanche (pour les LED blanches).
Cette émission de phosphore secondaire s’allume ou s’éteint beaucoup plus lentement que la transition de jonction. De plus, à l'extinction, la plupart des luminophores ont une longue queue qui retarde encore le temps d'extinction.
# 2: La géométrie de la jonction affecte de manière significative la capacité de la jonction. Par conséquent, des étapes similaires sont suivies pour la fabrication de LED spécialement conçues pour la signalisation à grande vitesse dans la gamme des MHz, comme pour la conception de diodes de commutation à haute fréquence. La capacité est affectée par l'épaisseur de la couche d'appauvrissement ainsi que par la zone de jonction. Les choix de matériaux (GaAsP contre GaP, etc.) ont également une incidence sur la mobilité des porteurs à la jonction, ce qui modifie le "temps de commutation".