Light Emition Diode (LED) o
Diodo Emisor de Luz, se trata de un semiconductor de la familia de los diodos,
pero en este caso con la particularidad de emitir luz.
Como bien ya sabemos que hoy
son muy utilizados en casi todo tipo de dispositivos, desde un simple Led opaco
de luminosidad difusa y bajo brillo utilizado en monitor de estados, (un
monitor de esta es un Led que indica en que estado esta un circuito por ejemplo
el encendido de una PC, la cual lo indica un Led. O el flujo de datos en un
disco rígido, etc.…). También se utilizan en matrices de Led por ejemplo
marquesinas donde es posible mostrar texto o imágenes, También los podemos
encontrar en linternas (estos leas ya son de mayor eficiencia), en backlight de
monitores de LCD, TV, Celulares, etc.. También en medicina como lámparas de
curado, en cultivos de plantas, en comunicaciones en forma de láser (Lugo
detallaremos el tema), en señalización, etc.…
Como podemos ver son parte
del día a día, y cada vez más, ya que ahora estamos empezando a verlos en
luminarias en hogares y vecindarios.
Es notable que el consumo de
un Led en relación a la luminosidad que nos proporciona es muy buena, por ello
esta sobrepasando a las viejas lámparas fluorescentes.
Por el momento es una
tecnología algo costosa en determinados países pero dentro de poco será muy
accesible y las lámparas fluorescentes serán algo histórico (como esta pasando
con las incandescentes).
El diodo Led esta formado
por distintas aleaciones, como por ejemplo GaAs (Arsénico y Galio), GaAsAl (Arsénico,
Galio y Aluminio), AsGaP (Arsénico, Galio y Fósforo), GaN (Galio y Nitrógeno), ZnSe (Selenio y
Zinc), InGaN (Indio, Galio y Nitrógeno), Si (Silicio), etc..
La composición también tiene
que ver con el color ya que varía la energía con que se emiten los fotones.
GaAs Infrarrojo 940nm
AlGaAs Rojo, Infrarrojo 890nm
GaAsP Rojo, Anaranjado, Amarillo 630nm
GaP Verde 555nm
GaN Verde 525nm
ZnSe Azul 430nm
InGaN Azul 450nm
SiC Azul 480nm
C Ultravioleta 380nm
La luz se genera cuando el
electrón pasa de un estado superior a uno inferior, es decir pierde energía que
se manifiesta en forma de fotones, el color del Led es en función a la energía
con que se desplaza el fotón, es decir varia su longitud de onda en función de
la velocidad del fotón.
En función a esa velocidad y
a grandes rasgos sin meternos en movimiento angular, fuerzas y partículas
(física quántica) podemos decir que el color será función de la frecuencia, que
es inversamente proporcional a la longitud de onda.
La longitud de onda el
reciproco de la frecuencia, mientras mayor sea la frecuencia menor será la
longitud de onda, y mientras menor sea la frecuencia mayor será la longitud de
onda.
En el espectro de los
colores podemos ver que a cada color le corresponde una longitud de onda medida
en [nm] mientras menor sea la frecuencia mas nos acercamos al infrarrojo y
mientras mayor sea la frecuencia mas nos acercamos al ultravioleta, en los
puntos medios tenemos los colores.
La tensión de alimentación
de un Led puede ir desde los 1,8V a los 3,8V esto para Leds estándar de alta
luminosidad. Los de potencia se alimentan con 3,6V, 9V, 12V, etc…
Rojo = 1,8V a 2,2V
Anaranjado = 2,1V a 2,2V
Amarillo = 2,1V a 2,4V
Verde = 2V a 3,5V
Azul = 3,5V a 3,8V
Blanco = 3,6V
Una formula básica para calcular la resistencia de un led:
Rled = (Vfuente - Vled) / Iled
Rled es la resistencia a calcular para el led
Vfuente es la tensión de la fuente que se utilizara para alimentar el led
Vled es la tensión del led
Iled es la intensidad o corriente del led.
Por ejemplo para el led Azul de 3,5V a 10mA alimentado con 12V
R = (12V – 3,5V) / 0,01A = 850ohms
La tensión de alimentación
también depende del color, al igual que el consumo, existen muchos tipos de
leds que poseen diferentes características, como tonalidad del color, corriente
directa, potencia, tipo de lente, ángulo de apertura, flujo luminoso, densidad
luminosa, etc..
El ángulo de apertura es en
función de la lente que utiliza que a su vez nos dará como consiguiente la
densidad luminosa que se mide en candelas [cd] mientras mas cerrado sea el
ángulo de apertura de luz mayor serán las candelas del Led, ya que en un tamaño
menor emitirá mayor luz, esto es la densidad.
Se puede ver en el grafico que mientras más agudo es el ángulo más denso será la luz, por ende mayor cantidad de candelas.
En cambio los leds de
potencia al no poseer lente integrada (esto es porque nos da la posibilidad de
usarlos tanto con lente o sin lente para una iluminación de una habitación por
ejemplo), no se miden en candelas sino en lumen [lm], como una lámpara
incandescente o fluorescente común.
Los leds actualmente están
apareciendo cada vez en mas colores y mas formatos o encapsulados físicos, esto
es porque se adecuan mas a las necesidades diarias, por ejemplo también tenemos
la posibilidad de encontrar varios leds en un solo encapsulado, como los
bicolor, tricolor y RGB, que comúnmente poseen un común que puede ser ánodo o
cátodo y los pines de cada Led interno, que se pueden encender juntos o por
separado, o bien variando su brillo independiente formar nuevos colores.
Por ejemplo los RGB se utilizan
mucho para carteles de Led, o pantallas gigantes ya que al variarle la
luminosidad a cada Led interno es posible crear distintos colores, y así poder
realizar una imagen más realista. Normalmente se utilizan pulsos PWM para esta
variación por su eficiencia y control.
También encontraremos leds
automáticos, que parpadean solos al alimentarlos o bien que generan efectos y
cambios de color (en el caso de los RGB).
Estos mismos leds de color o
RGB también se encuentran en montajes superficiales de baja y alta potencia.
LED Orgánico (OLED) este
tipo de leds es uno de los mas modernos hasta la fecha, el mismo es similar al
convencional pero utiliza material orgánico para generar la luz, a partir de un
polímetro orgánico tomado de células vivas se produce una electroluminiscencia
al polarizar dicho material, el cual es de menor consumo y mayor brillo que los
convencionales, hoy en DIA existen muchas tecnologías OLED pero se esta
intentando dejar de lado la Orgánica para realizar una artificial a partir de la
orgánica, para abaratar costos.
LED Estimulado (ELED) este
tipo de Led es similar al DIODO LASER pero de menor coherencia, utilizado en
punteros “láser” y otros dispositivos poco críticos en donde no se necesita una
longitud de onda extremadamente estrecha.
LASER DIODE, como lo dice el
nombre es un diodo de tecnología láser, el cual no funciona exactamente igual a
un tubo láser convencional pero se acerca bastante, el mismo se utiliza en
comunicaciones de fibra óptica, medicina, herramientas de corte, etc.…
