Explcame: LEDs

Seguramente has escuchado el trmino LED alguna vez, talvez cuando alguien hablaba a cerca de algn dispositivoelectrnico de ltima generacin que utiliza esta tecnologa, pero talvez te sorprenda saber que hemos utilizado estosdispositivos desde hace ya varios aos en todo tipo de aplicaciones como relojes digitales, controles remotos,computadoras y muchos aparatos ms.

LED son las siglas en ingls para Diodo Emisor de Luz as que est claro por su nombre que es undispositivo electrnico que emite luz, pero cmo funciona realmente?

En este artculo exploraremos cmo funciona esta tecnologa, tambin hablaremos de las diferentes formas en las queesta siendo utilizada en todo tipo de aparatos, desde indicadores hasta seales de trnsito.Qu es un LED?Los LEDs son bsicamente pequeos diodos que producen luz cuando una corriente elctrica pasa a travs delmaterial semiconductor del que estn hechos, a diferencia de una bombilla elctrica convencional, estos no tienen unaresistencia que pueda romperse o quemarse, lo cual los hace muy durables y confiables.Pantalla de una calculadoraantigua, compuesta por leds.

Un diodo es el dispositivo semiconductor ms simple que hay, bsicamente un material semiconductor est hecho deun material de conduccin pobre al que le han agregado impurezas, este proceso se conoce comodopaje, estas impurezas no son ms que tomos de otro elemento el cual modifica las propiedades deconduccin del material.

En el caso de los LEDs, el material es tpicamente Arseniuro de galio-aluminio.

En el Arseniuro de galio-aluminio puro, todos los tomos se enlazan perfectamente entre si, lo cual no deja electroneslibres para producir una corriente elctrica, cuando se dopa el material, se modifica el balance agregando electroneslibres (cargas negativas) o agujeros (cargas positivas), dependiendo del material que se agregue lo cualmodifica sus propiedades de conductividad y define el tipo de semiconductor que se crea.Reloj digital antiguo, iluminadocon LEDsEn la siguiente pgina veremos ms sobre los semiconductores...SemiconductoresExisten dos tipos de semiconductores, estos pueden ser de tipo-p o de tipo-n.

En los semiconductores tipo-p existe un exceso de cargas positivas o agujeros mientras que en los detipo-n hay un mayor nmero de cargas negativas o electrones.

Un diodo esta compuesto por una seccin de semiconductor tipo-n unida a una seccin de semiconductor tipo-p, conelectrodos a cada lado, esta composicin se conoce con el nombre de unin p-n y permite fcilmente elflujo de electrones del lado tipo-p o nodo hacia el lado tipo-n o ctodo pero no en la otra direccin. uninp-nCuando no se aplica voltaje al diodo, los electrones libres del semiconductor tipo-n se insertanen los agujeros del semiconductor tipo-p, lo cual forma una zona llamada zona de agotamiento por lacual no puede fluir la corriente elctrica, esta regin recibe su nombre derivado del hecho que en ella, bsicamente sehan agotado todos transportadores de carga, es decir, electrones libres(-) o agujeros(+).Para hacer que la corriente fluya nuevamente es necesario conectar el lado tipo-n del diodo a la terminal negativa de uncircuito elctrico y el lado tipo-p a la terminal positiva, los electrones que vienen de la terminal negativa repelen a loselectrones que se encuentran en los agujeros de la zona de agotamiento lo cual los pone en movimiento hacia el ladotipo-p y a la vez pone a los agujeros en movimiento hacia el lado tipo-n reestableciendo el flujo de carga.Si se conecta el diodo de forma inversa, es decir, conectamos el electrodo del lado tipo-n a la terminal positiva delcircuito, los electrones (cargados negativamente) son atrados hacia la terminal positiva del circuito y los agujeros(cargados positivamente) son atrados hacia la terminal negativa del circuito, haciendo la zona de agotamiento aunmayor, impidiendo el flujo de carga.Cada vez que un electrn llena un agujero, cambia su nivel de energa, a nivel atmico lo que ocurre en un LED es losiguiente:

1. En el material semiconductor tipo-p existen agujeros con carga positiva.2. Cuando un electrn cae en uno de estos agujeros, se mueve de la banda de conduccin a la banda devalencia3. Cuando el electrn pasa a la banda de valencia, disminuye su nivel de energa4. La energa que se libera lo hace en la forma de un fotn dependiendo de la cantidad de energa que selibere.

Muchos diodos emiten radiaciones de este tipo que son invisibles al ojo humano, por ejemplo, los diodos infrarrojos que

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se encuentran en los aparatos de control remoto de los televisores estn hechos de silicio en donde elsalto que dan los electrones al caer en los agujeros es relativamente pequeo.Los diodos que emiten luz visible lo hacen gracias a que su material semiconductor est hecho de aleacionesespeciales que incluyen elementos como Aluminio, Galio, Indio y algunos otros, en estos, el salto de los electrones esmayor, liberando mas energa. Acercamiento de un LEDEn la prxima pgina veremos ms acerca de los LEDs... A pesar que todos los diodos emiten radiacin, los LEDs estn especialmente diseados para liberar grandescantidades de fotones, para esto son encapsulados en una cubierta plstica con la seccin superior en forma esfrica,esto permite que la mayor parte de fotones reboten en las paredes del plstico y salgan por la parte superior.

En un comienzo los LEDs brillaban con luz principalmente roja o naranja, hoy en da es posible conseguircomercialmente LEDs que producen un color especfico de luz, incluyendo luz azul, blanca y ultravioleta.

La mayora de LEDs que producen luz blanca hoy en da estn hechos de un material semiconductor a base de Indio,Galio y Nitrgeno y emiten luz azul de entre 450 y 470 nanmetros de longitud de onda. Estos LEDs estn cubiertos conun fsforo amarillento hecho de Itrio aluminio granate dopado con Cerio.

Parte de la luz azul emitida por el diodo es convertida por la cubierta en luz amarilla de alrededor de 580 nanmetros delongitud de onda, debido a que la luz amarilla estimula los receptores rojos y verdes del ojo, la mezcla resultante da laimpresin de luz blanca, el tono resultante es comnmente llamado Blanco Lunar.

Este proceso fue desarrollado por la corporacin Nichia y es utilizado por ellos desde 1996 para fabricar LEDs de luzblanca.

Philips Lumileds Lighting Company es el nombre de la divisin de Philips que fabrica los LEDs Luxeon, estos son LEDsde alta intensidad, capaces de disipar 1 watt o ms de energa.Lumiled

Los LEDs Luxeon producen una luz muy potente y son muy populares entre los fabricantes de lmparas de mano comolas Fenix Flashlights, estn disponibles en varios colores incluyendo blancos.Linterna de mano que utiliza LED, notese el color de la luz.Entre sus competidores estn la compaa Cree, que tambin producen LEDs de alta intensidad, al igual que laCorporacin Nichia.

A continuacin te presentamos algo sobre la historia del LED....Historia del LEDA principios del siglo XX Henry Round fue el primero en notar que una unin de semiconductores poda producir luz.

El ruso Oleg Vladimirovich Losev independientemente creo el primer LED a mediados de los aos 20, su investigacin apesar de ser distribuida en Europa fue mayormente ignorada.

Investigadores en los laboratorios de Texas Instruments encontraron en 1961 que una aleacin de Arseniuro de galioproduca radiacin infrarroja, por lo cual les fue entregada una patente para el LED de luz infrarroja.En General Electric, Nick Holonyak Jr. desarroll el primer LED prctico de luz visible en 1962, el cual es consideradocomo el padre de los LEDs. Holonyack predijo en 1963, en la edicin de febrero de Readers Digest que sus LEDsgradualmente reemplazaran la bombilla incandescente de Edison, actualmente esta tecnologa desempea un papelcada vez ms grande en nuestro mundo moderno. Varios tipos de LEDsVentajas de utilizar LEDs - Producen ms lmenes por watt que las bombillas incandescentes, esto es especialmente til en dispositivosoperados a bateras. - Los LEDs puede producir luz de un color especfico, sin la necesidad de utilizar filtros adicionales lo que ahorra peso ylos hace mas eficientes.

- Cuando se utilizan en aplicaciones donde se requiere disminuir su potencia, los LEDs no cambien el todo de su color,a diferencia de las luces incandescentes que se tornan amarillas.

- Los LEDs no se ven afectados por ciclos rpidos de encendido y apagado, a diferencia de las luces fluorescentes ode HID (High Intensity Discharge) que requieren un largo tiempo relativamente, para volver a encenderse. - Siendo dispositivos de estado slido, son muy resistentes a impactos. - Tienen extremadamente larga vida til, algunos fabricantes estiman su duracin entre 100,000 y 1,000,000 de horas,las lmparas incandescentes tienen alrededor de 1000 o 2000 horas de vida til. - Se iluminan rpidamente, un LED tpico puede alcanzar su mxima brillantes en algunos microsegundos, los LEDsutilizados en equipos de comunicacin puede incluso ser ms rpidos. - Pueden ser muy pequeos lo cual facilita su uso en componentes electrnicos.

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- A diferencia de las lmparas fluorescentes, los LEDs no contienen mercurioDesventajas de los LEDs - Su desempeo esta estrechamente ligado a la temperatura corriendo el riesgo de sobrecalentarse y arruinarse. - Su costo inicial es mayor que el de otros medios de iluminacin como luz fluorescente o incandescente. - Necesitan ser operados con la corriente correcta lo cual implica el uso de resistencias o fuentes de voltaje reguladas. - Existe una creciente preocupacin que los LEDs azules y blancos hoy en da son capaces de superar los limites deseguridad de los llamados peligros de la luz azul segn los estndares ANSI/IESNA RP-27.1-05 paralmparas.

Esperamos que hayas encontrado la informacin de este artculo entretenida as como til y te invitamos a seguirnavegando por nuestro sitio.

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