¿Alguna vez te has preguntado cómo funcionan los LEDs y cuáles son sus ventajas? En este artículo descubriremos la forma completa de LED, desde su funcionamiento hasta sus diversas aplicaciones. ¡Prepárate para adentrarte en el fascinante mundo de esta tecnología de iluminación del presente y el futuro!
LED de forma completa es Diodo emisor de luz. Es un diodo de unión pn que emite luz visible o luz infrarroja (invisible) cuando está polarizado hacia adelante. El funcionamiento del LED se basa en electroluminiscencia es decir, conversión de energía eléctrica en luz. La luz LED se emite debido a la gran cantidad de recombinación de electrones y huecos. El símbolo de LED se muestra en la figura 1.
Construcción LED
Los diodos emisores de luz están hechos de una combinación de elementos como el galio, el arsénico y el fósforo. El silicio y el germanio no se utilizan para fabricar LED porque la energía liberada durante la recombinación en la unión pn se disipa en forma de calor. La luz emitida es insignificante. Mediante el uso de diferentes combinaciones de galio, arsénico y fósforo, es posible producir luz de diferentes longitudes de onda (o colores).
Material LED
La siguiente tabla muestra los diferentes materiales utilizados para fabricar LED que dan diferentes colores. El material puede producir luz de diferente color dependiendo de la concentración de elementos presentes. Por ejemplo, GaAsP da luz naranja cuando la concentración de fósforo es menor, mientras que da luz amarilla cuando la concentración de fósforo es mayor. El arseniuro de galio (GaAs) produce luz infrarroja.
| S. No. | Material | Color |
| 1. | Fosfuro de aluminio, indio y galio (AlInGaP) | Ámbar amarillo |
| 2. | Fosfuro de galio y arsénico (GaAsP) | rojo, naranja, amarillo |
| 3. | Nitruro de galio (GaN) | Blanco |
| 4. | Fosfuro de aluminio y galio (AlGaP) | Verde |
| 5. | Nitruro de indio y galio (InGaN) | azul, azul verdoso |
| 6. | Arseniuro de aluminio y galio (AlGaAs) | Infrarrojo |
| 7. | Seleniuro de zinc (ZnSe) | Azul |
LED de trabajo
Cuando el LED tiene polarización directa (es decir, el ánodo es positivo frente al cátodo), los electrones del material de tipo n son atraídos por el terminal positivo de la fuente. Los electrones cruzan la unión pn y llegan al material de tipo p. Muchos de estos electrones se recombinan con los huecos cerca de la unión. Dado que los electrones estaban en la banda de conducción antes de la recombinación. Por lo tanto, los electrones liberan energía en forma de luz (o emisión de fotones) y calor mientras se recombinan con los agujeros. Dado que el LED está hecho de una combinación de elementos de galio, arsénico y fósforo, la mayor parte de la energía se convierte en energía luminosa en comparación con el calor. El color de la luz está determinado por la energía de banda prohibida del material semiconductor.
Cuando el LED tiene polarización inversa (es decir, el ánodo es negativo frente al cátodo), el LED funciona como un diodo de unión pn normal.
Puntos importantes
1. El voltaje directo operativo del LED varía de 1V a 3V.
2. Las clasificaciones de corriente directa varían de 20 mA a 100 mA.
3. Cuando la corriente directa aumenta de 0 a 20 mA, aumenta la eficiencia del LED. Por lo tanto, emitirá más y más luz. La eficiencia del LED es directamente proporcional a la corriente directa.
4. Cuando la corriente directa es superior a 20 mA, la temperatura aumenta y el LED se calienta. Por lo tanto, la eficiencia del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura.
5. El LED moderno puede fabricarse con materiales semiconductores de banda prohibida directa y de banda prohibida indirecta con dopaje controlado.
6. La disipación de potencia de los LED es del orden de milivatios (mW).
Ventajas de LED
1. El tiempo de respuesta del diodo emisor de luz está en microsegundos.
2. Tiene encendido y apagado rápido.
3. El LED tiene una vida útil más larga (más de 100 000 horas).
4. El tamaño del diodo emisor de luz es pequeño.
5. El LED es más rápido que el LCD (pantalla de cristal líquido).
6. Requiere bajo voltaje para operar.
7. En comparación con otras fuentes de luz, los LED irradian muy poco calor en forma de radiación infrarroja.
8. El diodo emisor de luz puede emitir luz de diferentes colores sin usar ningún filtro de color. Depende del material de construcción.
9. Los LED emiten más lúmenes por vatio que las bombillas incandescentes.
Desventajas de LED
1. Los LED son caros.
2. La eficiencia de los LED disminuye a medida que aumenta la corriente eléctrica.
Aplicaciones LED
1. Se utiliza en controles remotos.
2. Se utiliza para aclarar.
3. Se utiliza en pantallas electrónicas.
4. Encuentra aplicación en los flashes de las cámaras.
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