Diodo emisor de luz


Un diodo emisor de luz ( LED ) es una fuente de luz semiconductora que emite luz cuando la corriente fluye a través de él. Los electrones en el semiconductor se recombinan con huecos de electrones , liberando energía en forma de fotones . El color de la luz (correspondiente a la energía de los fotones) está determinado por la energía requerida para que los electrones crucen la banda prohibida del semiconductor. [5] La luz blanca se obtiene utilizando múltiples semiconductores o una capa de fósforo emisor de luz en el dispositivo semiconductor. [6]

Apareciendo como componentes electrónicos prácticos en 1962, los primeros LED emitían luz infrarroja (IR) de baja intensidad . [7] Los LED infrarrojos se utilizan en circuitos de control remoto , como los que se utilizan con una amplia variedad de productos electrónicos de consumo. Los primeros LED de luz visible eran de baja intensidad y estaban limitados al rojo. Los primeros LED se usaban a menudo como lámparas indicadoras, reemplazando pequeñas bombillas incandescentes y en pantallas de siete segmentos . Los desarrollos recientes han producido LED disponibles en visible , ultravioleta(UV) e infrarrojos, con salida de luz alta, baja o intermedia, por ejemplo, LED blancos adecuados para la iluminación de habitaciones y áreas exteriores. Los LED también han dado lugar a nuevos tipos de pantallas y sensores, mientras que sus altas tasas de conmutación son útiles en tecnología de comunicaciones avanzada con aplicaciones tan diversas como iluminación de aviación , luces de hadas , faros de automóviles , publicidad, iluminación general , señales de tráfico , flashes de cámaras, iluminación . papel tapiz , luces de cultivo hortícolas y dispositivos médicos. [8]

Los LED tienen muchas ventajas sobre las fuentes de luz incandescentes, incluido un menor consumo de energía, una vida útil más larga, una mayor robustez física, un tamaño más pequeño y una conmutación más rápida. A cambio de estos atributos generalmente favorables, las desventajas de los LED incluyen limitaciones eléctricas al bajo voltaje y, en general, a la alimentación de CC (no CA), la incapacidad de proporcionar una iluminación constante de una fuente de alimentación eléctrica de CC o CA pulsante y una temperatura de funcionamiento y almacenamiento máximos menores. temperatura. A diferencia de los LED, las lámparas incandescentes se pueden hacer para funcionar intrínsecamente a prácticamente cualquier voltaje de suministro, pueden utilizar corriente CA o CC indistintamente y proporcionarán una iluminación constante cuando se alimenten con CA o CC pulsante incluso a una frecuencia tan baja como 50 Hz. Los LED generalmente necesitan componentes de soporte electrónico para funcionar,mientras que una bombilla incandescente puede funcionar y generalmente funciona directamente desde una fuente de alimentación de CC o CA no regulada.[ cita requerida ]

La electroluminiscencia como fenómeno fue descubierto en 1907 por el experimentador inglés HJ Round de Marconi Labs , utilizando un cristal de carburo de silicio y un detector de bigotes de gato . [9] [10] El inventor ruso Oleg Losev informó la creación del primer LED en 1927. [11] Su investigación se distribuyó en revistas científicas soviéticas, alemanas y británicas, pero no se hizo ningún uso práctico del descubrimiento durante varias décadas. [12] [13]

En 1936, Georges Destriau observó que se podía producir electroluminiscencia cuando se suspende polvo de sulfuro de zinc (ZnS) en un aislante y se le aplica un campo eléctrico alterno. En sus publicaciones, Destriau solía referirse a la luminiscencia como Losev-Light. Destriau trabajó en los laboratorios de Madame Marie Curie , también una de las primeras pioneras en el campo de la luminiscencia con la investigación del radio . [14] [15]

La bahía de Zoltán húngara junto con György Szigeti se adelantaron a la iluminación LED en Hungría en 1939 al patentar un dispositivo de iluminación basado en SiC, con una opción de carburo de boro, que emitía blanco, blanco amarillento o blanco verdoso según las impurezas presentes. [dieciséis]


Partes de un LED convencional. Las superficies inferiores planas del yunque y el poste incrustados en el interior del epoxi actúan como anclajes para evitar que los conductores se salgan con fuerza por tensión mecánica o vibración.
Imagen de primer plano de un LED de montaje en superficie
Reproducir medios
Primer plano de un led con el aumento y la disminución de voltaje para mostrar una vista detallada de su funcionamiento.
Una lámpara LED modernizada en forma de bombilla con disipador de calor de aluminio , una cúpula difusora de luz y una base de tornillo E27 , que utiliza una fuente de alimentación incorporada que funciona con voltaje de red.
La electroluminiscencia verde de un punto de contacto en un cristal de SiC recrea el experimento original de Round de 1907.
Un LED de 1962 Texas Instruments SNX-100 GaAs contenido en una caja de metal de transistor TO-18
Pantalla LED de una calculadora científica TI-30 (hacia 1978), que usa lentes de plástico para aumentar el tamaño de los dígitos visibles
Rayos X de una pantalla de calculadora LED de 8 dígitos de la década de 1970
Ilustración de la ley de Haitz , que muestra una mejora en la salida de luz por LED a lo largo del tiempo, con una escala logarítmica en el eje vertical
LEDs azules
Curvas espectrales combinadas para LED semiconductores de estado sólido de color azul, amarillo-verde y rojo de alto brillo. El ancho de banda espectral de FWHM es de aproximadamente 24 a 27 nm para los tres colores.
LED RGB
Espectro de un LED blanco que muestra la luz azul emitida directamente por el LED basado en GaN (pico a aproximadamente 465 nm) y la luz desplazada por Stokes de banda ancha emitida por el fósforo Ce 3+ : YAG, que emite aproximadamente a 500-700 nm
Los LED se producen en una variedad de formas y tamaños. El color de la lente de plástico suele ser el mismo que el color real de la luz emitida, pero no siempre. Por ejemplo, el plástico violeta se usa a menudo para los LED infrarrojos y la mayoría de los dispositivos azules tienen carcasas incoloras. Los LED modernos de alta potencia, como los que se utilizan para iluminación y retroiluminación, se encuentran generalmente en paquetes de tecnología de montaje en superficie (SMT) (no se muestran).
Imagen de LED de montaje en superficie en miniatura en los tamaños más comunes. Pueden ser mucho más pequeños que un  tipo de lámpara LED tradicional de 5 mm, que se muestra en la esquina superior izquierda.
Paquete de LED en miniatura de montaje en superficie  rojo, verde y azul muy pequeño (1,6 × 1,6 × 0,35 mm) con detalles de unión de cables dorados .
Diodos emisores de luz de alta potencia conectados a una base de estrella LED ( Luxeon , Lumileds )
LED RGB-SMD
Imagen compuesta de una pantalla de etiqueta de nombre de solapa de matriz de 11 × 44 LED que utiliza LED SMD de tipo 1608/0603. Arriba: poco más de la mitad de la pantalla de 21 × 86 mm . Centro: Primer plano de LED en luz ambiental. Abajo: LEDs en su propia luz roja.
Circuito LED simple con resistencia para limitar la corriente.
LED de luz de circulación diurna de un automóvil
Señales de tráfico LED rojo y verde
LED para mineros, para aumentar la visibilidad dentro de las minas.
Los Ángeles Vincent Thomas Bridge iluminado con LED azules
Disfraz de LED para artistas escénicos.
Papel pintado LED de Meystyle