¿Cómo emite la luz un LED? Su principio de funcionamiento y tipos

¿Quieres descubrir cómo los LEDs son capaces de emitir luz de una manera sorprendente? En este artículo te explicaremos el fascinante principio de funcionamiento de los LED y los diferentes tipos que existen. ¡No te lo pierdas!

A diodo emisor de luz (LED) es un dispositivo semiconductor que emite luz visible cuando una corriente eléctrica pasa a través de él. Los LED se utilizan en varias aplicaciones, incluyendo direccionales en dispositivos electrónicos, semáforos y letreros luminosos. En este artículo, discutiremos el funcionamiento, las características y las aplicaciones del LED.

Símbolo de LED

El símbolo de LED se muestra en la siguiente figura. Dos flechas (que se proyectan hacia afuera) representan la emisión de luz. El LED tiene características eléctricas similares a un diodo de unión PN. Permite que la corriente pase durante la polarización directa y bloquea la corriente en la polarización inversa.

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Nota: La pierna del ánodo es más larga que el cátodo.

¿Cómo emite la luz un LED?

Los LED emiten luz cuando la corriente fluye a través de ellos. La siguiente figura muestra un circuito simple en el que un LED está conectado a una batería con una resistencia. Cuando el interruptor se enciende, el LED conduce corriente y comienza a brillar. Vamos a entender el proceso en detalle.

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Cuando los electrones se recombinan con los agujeros dentro del material semiconductor, liberan energía en forma de fotones. Los fotones emitidos por el LED luego se canalizan a través de una lente, que enfoca la luz en un haz.

Cuando el el diodo tiene polarización directa, los portadores de carga minoritarios (electrones) se mueven del material de tipo p al material de tipo n. De manera similar, los portadores de carga minoritarios (agujeros) se mueven de material de tipo n a material de tipo p. En el cruce, el extra los portadores minoritarios se recombinan con los portadores de carga mayoritarios. Por lo tanto, la energía se emite en forma de fotones.

In ordinary diodes, energy is released in the form of heat during recombination. But in LEDs energy is emitted in the form of photons.

Debe leer: Una guía para principiantes sobre diodos (definición, símbolo y funcionamiento)

¿Por qué se requiere una resistencia en serie en este circuito?

Un LED puede dañarse cuando se le aplica directamente un voltaje directo. El LED extraerá toda la corriente permitida del suministro y puede dañarse. Para limitar la corriente, se conecta una resistencia en serie con el LED.

¿Cuánta corriente consume un LED?

Un LED normalmente consume corriente en el rango de 10-30 mA. El flujo de corriente determina la brillo del LED, y cuanto mayor sea la corriente, más brillante será el LED. Sin embargo, demasiada corriente puede dañar el LED, por lo que es importante encontrar el equilibrio adecuado.

¿Qué es la electroluminiscencia?

La electroluminiscencia es el fenómeno de un material que emite luz en respuesta a una corriente eléctrica. Cuando se aplica un campo eléctrico a estos materiales, provoca electrones para fluir del electrodo positivo al electrodo negativo. A medida que estos electrones se mueven a través del material, chocan con los átomos y liberan fotones (partículas de luz). El la frecuencia de estos fotones determina el color de la luz que se emite.

¿Qué tan diferentes colores son producidos por los LED?

El color de la luz que emite un LED depende del material que se utiliza para crear el semiconductor. Por ejemplo, LED rojos generalmente están hechos de materiales como arseniuro de galiomientras LED azules y verdes generalmente están hechos de materiales como nitruro de galio indio.

Por cambiando el material utilizado para crear el semiconductor, los fabricantes pueden producir LED que emiten un amplia gama de colores. La siguiente tabla muestra los colores emitidos por el LED y su correspondiente longitud de onda, caída de voltaje y materiales utilizados para fabricar ese LED en particular.

Color Longitud de onda (nm) Caída de tensión (V) Materiales semiconductores
Infrarrojo > 760 <1,9 Arseniuro de galio,
Arseniuro de aluminio y galio
Rojo 610 – 760 1.6-2.0 Arseniuro de aluminio y galio,
fosfuro de arseniuro de galio,
Fosfuro de aluminio, galio e indio,
fosfuro de galio
Naranja 590 – 610 2.0-2.1 fosfuro de arseniuro de galio,
Fosfuro de aluminio, galio e indio,
fosfuro de galio
Amarillo 570 – 590 2.1-2.2 fosfuro de arseniuro de galio,
Fosfuro de aluminio, galio e indio,
fosfuro de galio
Verde 500 – 570 1.9-4.0 Fosfuro de galio indio,
Fosfuro de aluminio, galio e indio,
Fosfuro de aluminio y galio,
Nitruro de indio y galio
Azul 450 – 500 2.5-3.7 seleniuro de zinc,
nitruro de galio indio,
Carburo de silicio,
Silicio
Violeta 400 – 450 2.8-4.0 Nitruro de galio indio
Púrpura varios tipos 2.4-3.7 LED dual azul/rojo,
Azul con Fósforo Rojo,
Blanco con Plástico Morado
Ultravioleta < 400 3.1-4.4 Diamante,
Nitruro de boro,
nitruro de aluminio,
nitruro de aluminio y galio,
Nitruro de aluminio, galio e indio
Rosa varios tipos 3.3 Azul con fósforo,
Amarillo con fósforo rojo, naranja o rosa,
Blanco con pigmento rosa
Blanco Amplio espectro 3.5 Diodo azul/UV con fósforo amarillo
Características de los diferentes LED

Tipos de LED

Hay diferentes tipos de LED fabricados con semiconductores.

LED RGB

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LED RGB significa LED rojo, verde y azul. Tres LEDs en un solo estuche. Sabemos que el rojo, el verde y el azul son colores primarios y su combinación puede producir diferentes colores. Por controlando la intensidad de cada luz podemos producir varios colores. tiene 4 patas. Un pin común actúa como ánodo y los otros tres son para iluminar tres colores.

LED direccionables

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Estos LED se pueden controlar mediante un conjunto de chips. WS2812, APA102, UCS1903, etc son algunos de los conjuntos de chips.

LED de resistencia incorporados

Estos LED tienen una chip para controlar corrientes limitantes.

Lea también: 10 tipos diferentes de diodos: explicación de símbolos, usos y características

LED de alta potencia

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Ellos son LED de superpotencia. se disipan 1 vatio (o más) de poder. Generan calor y pueden dañarse si no se utiliza un método de enfriamiento adecuado con ellos. entonces un disipador de calor debe estar unido a ellos.

Bi y Tricolor

contendrá dos o tres colores encapsulado en el mismo estuche para producir una variedad de colores. Tiene dos o tres terminales.

LED alfanumérico

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Se utilizan para mostrar caracteres y números.

Iluminación LED

Los LED se utilizan para decoraciones, interiores, paredes, etc.

Ventajas de LED

  • Bajo consumo de energía
  • Larga vida (35.000 a 50.000 horas de vida útil)
  • Bajo voltaje de operación
  • Disponible en un amplia gama de colores
  • Tamaño compacto y se puede conectar fácilmente a los circuitos.
  • Monocromo salida de luz
Single-wavelength light sources are known as monochromatic lights, where mono stands for only one and chroma for color.

Desventajas de LED

  • Sensibilidad de voltaje
  • Depende de la temperatura

Aplicaciones de LED

  • Luces de iluminación para decoración e interiores
  • Como Direccionales en circuitos
  • Escáneres de código de barras use LED rojos en lugar de LÁSER
  • LED ultravioleta para esterilización (rango de espectro de 220 nm a 395 nm)
  • Como un fuente de luz en la comunicación de luz visible
  • Farolas LED, Iluminación en coches, vehículos de motor, etc.
  • Utilizada en muestra
  • Los productos de iluminación LED iluminan hasta 90% más eficiente que las bombillas incandescentes.

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Preguntas frecuentes sobre el funcionamiento de los LED

¿Cómo emite la luz un LED? Su principio de funcionamiento y tipos

Los LED, o diodos emisores de luz, son componentes electrónicos que emiten luz cuando la corriente eléctrica pasa a través de ellos. Estas son algunas de las preguntas más frecuentes sobre el funcionamiento de los LED:

1. ¿Qué es un LED?

Un LED es un dispositivo semiconductor que convierte la energía eléctrica en luz visible. Se compone de un material semiconductor doped (dopado) que emite fotones cuando se aplica una corriente eléctrica. Su sigla en inglés significa Light Emitting Diode.

2. ¿Cuál es el principio de funcionamiento de un LED?

El LED se basa en el fenómeno de la electroluminiscencia, que consiste en la emisión de luz cuando una corriente eléctrica circula por un material semiconductor. Cuando una tensión adecuada se aplica a través de los terminales del LED, los electrones adquieren la suficiente energía para saltar a una órbita superior, liberando fotones en el proceso y emitiendo luz visible.

3. ¿Cuáles son los tipos de LED más comunes?

Existen diferentes tipos de LED según el material semiconductor y el color de luz que emiten. Algunos de los más comunes incluyen:

  1. LED de luz blanca: Emite luz blanca y se utiliza ampliamente en iluminación residencial y comercial.
  2. LED rojo: Emite luz roja y se utiliza en aplicaciones como controles remotos y semáforos.
  3. LED verde: Emite luz verde y se emplea en paneles de señalización y tráfico.
  4. LED azul: Emite luz azul y se utiliza en pantallas y dispositivos electrónicos.
  5. LED RGB: Combina luces rojas, verdes y azules para crear distintos colores.

4. ¿Cuáles son las ventajas de los LED?

Los LED ofrecen varias ventajas en comparación con las tecnologías de iluminación convencionales, como la incandescencia y la fluorescencia. Algunas de estas ventajas son:

  • Consumo energético más bajo
  • Mayor vida útil
  • Tamaño y peso reducido
  • Rápido encendido y apagado
  • Menor emisión de calor
  • Mayor resistencia a los golpes y vibraciones

Si deseas obtener más información sobre los LED y su funcionamiento, puedes visitar este enlace.


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