Los diodos LED

El diodo emisor de luz o LED (light-emitting diode) es un fuente de luz que emite fotones cuando se recibe una corriente eléctrica de muy baja intensidad. El LED por lo general se encierra en un material plástico de color que acentúa la longitud de onda generada por el diodo y ayuda a enfocar la luz en un haz. En la Figura se muestra un diodo emisor de luz típico y su símbolo esquemático.

La terminal positiva, o ánodo, por lo general es la más larga de las dos terminales, algunos diodos leds tienen una base plana que sirve para identificar la terminal negativa, o cátodo.

Al polarizar directamente el diodo led se provoca una producción de fotones como consecuencia de la recombinación entre electrones y huecos. Se debe considerar que la intensidad de la luz se relaciona con la cantidad de corriente que fluye a través del dispositivo, así también una relación en la longitud de onda que corresponde a cada color.

Si se va incrementando la tensión de polarización el diodo led comienza a emitir fotones y al observar un haz de luz significa que se alcanzó la tensión de encendido, por lo tanto, conforme se va incrementando la tensión de polarización se aumenta la intensidad de luz emitida. Considerando que al aumentar la tensión y por lo tanto la intensidad de luz emitida, también se tiene una variación al aumento de la intensidad de la corriente y puede verse disminuida por la recombinación Auger.

Es importante recordar que un LED tiene una caída de voltaje de 1.5 a 2.5V al ser polarizado directamente (La caída de voltaje varía dependiendo del tamaño del led, color, composición y otros factores).

Las partes de un Led

Partes de un Led Común

Tomamos como referencia un led que comúnmente podemos encontrar o comprar en cualquier tienda de electrónica, podemos observar que consta de 10 partes. 

1. Encapsulado de resina epoxy 
2. Diodo semiconductor emisor de luz 
3. Copa reflectora o cavidad reflectante 
4. Yunque 
5. Poste 
6. Base 
7. Base Plana(identifica el terminal negativo o cátodo) 
8. Terminal de conexión (Negativo o cátodo) 
9. Terminal de conexión (positivo o ánodo) 
10. Cable de unión o bigote (Alambre muy fino)

Polaridad de un diodo Led
Un diodo LED únicamente puede ser polarizado directamente, esto quiere decir que conduce corriente y emite luz, mientras que al ser polarizado inversamente no conduce corriente y no emite luz.

Es importante incluir una resistencia limitante de corriente en serie en el circuito para evitar una excesiva corriente hacia adelante, lo que puede dañar al diodo LED. (En circuitos en los cuales se utiliza una tensión de 5V es común utilizar un resistor de 330Ω).

Algunas consideraciones aproximadas para el valor de tensión dependiendo del color son:

Mediante la ley de ohm es posible calcular la resistencia adecuada o aproximada para tener una corriente menor a 10mA para leds de baja luminosidad y 20mA para leds de alta luminosidad, un valor superior podría dañar el LED o reducir considerablemente su tiempo de vida.

Existen LEDs de potencia que permiten un flujo de corriente de 150mA hasta 1000mA, es por ello que debemos revisar las características de nuestro componente.

Tipos de Leds
Se pueden clasificar en tamaño, potencia, material semiconductor y demás, en este caso nosotros consideramos la clasificación por el material semiconductor:

• Arseniuro de Galio (GaAs): Luz infrarroja.
• Fosfuro de Arseniuro de Galio(GaAsP): Luz Roja infrarroja, Rojo y Naranja.
• Fosfuro de Arseniuro de Aluminio Y Galio (AlGaAsP): Rojo, Naranja y Amarillo de alto brillo.
• Fosfuro de Galio (GaP): Rojo, Amarillo y Verde.
• Fosfuro de aluminio y Galio (AlGaP): Verde.
• Nitruro de Galio (GaN): Verde y Verde Esmeralda.
• Nitruro de Galio Indio: (GaInN): Cerca al Ultravioleta, Verde Azulado y Azul.
• Carburo de Silicio (SiC): Azul.
• Seleniuro de Zinc (ZnSe): Azul.
• Nitruro de aluminio y galio (AlGaN): Ultravioleta.

Led de muchos colores o RGB
Uno de los LEDs muy populares en el LED RGB, el cual es muy utilizado para paneles publicitarios, ya que permiten reproducir cualquier color de manera perfecta. Estos son diodos que tienen 3 semiconductores cada uno con un color diferente, considerando los colores primarios Rojo (Red), Verde (Green) y Azul (Blue).

Ventajas de la tecnología Led

Constantemente avanza la tecnología y al popularizar los diodos LED se observaron numerosas ventajas frente a otras tecnologías de iluminación, así como la investigaciones para el desarrollo de OLED y otras nuevas que mejoran día a día. Algunas de las principales ventajas de los LEDs son:

• Larga vida útil.
• Poco consumo eléctrico.
• Alto nivel de eficiencia.
• Dimensiones reducidas.
• Luz inmediata al encender.
• Altamente resistentes a golpes o vibraciones.
• Amplio margen de resistencia a variaciones de temperatura.
• Sin radiación UV o IR.

Un ejemplo para determinar su eficiencia es la emisión de calor que emiten, se debe considerar que el calor es energía que perdemos y lo que nosotros deseamos en este caso es luz, por lo tanto entre menor sea la energía que perdamos en forma de calor y se aproveche en dar luz se consigue un ahorro de energía.

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Fuente: ASXLab - ASXArduino