Diodos Led

DIODO LED

Los LEDs son diodos que emiten luz cuando son conectados a un circuito.

Su uso es frecuente como luces “piloto” en aparatos electrónicos para indicar si el circuito está cerrado.

Los elementos componentes son transparentes o coloreados, de un material resina-epoxi, con la forma adecuada e incluye el corazón de un LED: el chip semiconductor.

Los terminales se extienden por debajo de la cápsula del LED o foco e indican cómo deben ser conectados al circuito. El lado negativo está indicado de dos formas: 1) por la cara plana del foco o, 2) por el de menor longitud. El terminal negativo debe ser conectado al terminal negativo de un circuito.

Los LEDs operan con un voltaje relativamente bajo, entre 1 y 4 volts, y la corriente está en un rango entre 10 y 40 miliamperes. Voltajes y corrientes superiores a los indicados pueden derretir el chip del LED. La parte más importante del “light emitting diode” (LED) es el chip semiconductor localizado en el centro del foco, como se ve en la figura.

El chip tiene dos regiones separadas por una juntura. La región p está dominada por las cargas positivas, y la n por las negativas. La juntura actúa como una barrera al paso de los electrones entre la región p y la n; sólo cuando se aplica el voltaje suficiente al chip puede pasar la corriente y entonces los electrones pueden cruzar la juntura hacia la región p.

Si la diferencia de potencial entre los terminales del LED no es suficiente, la juntura presenta una barrera eléctrica al flujo de electrones.

¿Qué causa la emisión de luz de un LED y qué determina el color de la luz?

Cuando se aplica una tensión al chip del LED los electrones pueden moverse fácilmente sólo en una dirección a través la juntura entre p y n. En la región p hay muchas cargas positivas y pocas negativas. En cambio en la región n hay más cargas negativas que positivas. Cuando se aplica tensión y la corriente empieza a fluir, los electrones en la región n tienen suficiente energía para cruzar la juntura hacia la región p. Una vez en ésta, los electrones son inmediatamente atraídos hacia las cargas positivas, de acuerdo a la ley de Coulomb, que dice que fuerzas opuestas se atraen. Cuando un electrón se mueve lo suficientemente cerca de una carga positiva en la región p, las dos cargas se recombinan.

Cada vez que un electrón se recombina con una carga eléctrica positiva, energía eléctrica potencial es convertida en energía electromagnética. Por cada una de estas recombinaciones un quantum de energía electromagnética es emitido en forma de fotón de luz con una frecuencia que depende del material semiconductor. Los fotones son emitidos en un rango de frecuencia muy estrecho que depende del material del chip; el color de la luz difiere según los materiales semiconductores y requieren diferentes tensión para encenderlos.

¿Cuánta energía libera un LED?

La energía eléctrica es proporcional a la tensión que se necesita para hacer que los electrones fluyan a través de la juntura p-n. Son predominantemente de un solo color de luz. La energía (E) de la luz emitida por un LED está relacionada con la carga eléctrica (q) de un electrón, y el voltaje (v) requerido para encenderlo se obtiene mediante la expresión E= q x V . Esta expresión dice simplemente que el voltaje es proporcional al la energía eléctrica y es una regla general que se aplica a cualquier circuito, como el LED. La constante q es la carga eléctrica de un solo electrón: - 1,6 x 10 exp –19 Coulomb.