ASÍ FUNCIONAN LOS DIODOS LEDs

Texto e ilustraciones José Antonio E. García Álvarez


Contenido:

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Introducción
> Funcionamiento de un diodo 
   semiconductor común
Funcionamiento del diodo LED
Estructura interna de un diodo LED común
Partes de una lámpara LED de alta 
   potencia luminosa
Calentamiento de los diodos LED
Color y temperatura de color en 
   kelvin (K) de un diodo LED



 

FUNCIONAMIENTO DE UN DIODO SEMICONDUCTOR COMÚN


Representación esquemática de un diodo semiconductor. común formado por dos cristales de silicio (Si) de. polaridades o regiones diferentes: región “P” positiva (+) y. región “N” negativa (–) y el símbolo gráfico utilizado para. identificar este tipo de diodo en un esquema eléctrico o. electrónico. Para cualquier diodo la parte positiva (+). corresponde siempre al ánodo “A”  y  la parte negativa (–),. al cátodo “K”.

 

Un diodo semiconductor común se compone de dos cristales de silicio (Si) de polaridades o regiones diferentes: una tipo-P (positiva) en función de ánodo y otra tipo-N (negativa) en función de cátodo. Cuando ambas regiones se unen forman el chip de un diodo tipo P-N. Una vez que un diodo así formado lo energizamos con una fuente de corriente eléctrica directa (C.D.), (procedente de una batería, por ejemplo), cuando conectamos el polo negativo de dicha fuente de suministro eléctrico al polo también negativo o cátodo del diodo, si la tensión o voltaje es el adecuado éste se polariza directamente permitiendo que la corriente de electrones lo atraviese y circule por todo el circuito eléctrico.

Cuando un diodo se encuentra debidamente polarizado, los electrones existentes en exceso en la región “N” adquieren suficiente energía para vencer la resistencia que les ofrece a su paso la barrera de potencial que se crea en el punto de unión o juntura entre las dos regiones. Este incremento de energía permite a los electrones atravesar esa barrera, pasar a la región “P” y unirse a los huecos allí existentes también en exceso, proporcionando que puedan seguir circulando por el interior del diodo. A continuación la corriente de electrones continuará circulando por el resto del circuito eléctrico externo hasta terminar su recorrido en el polo positivo (+) de la fuente de suministro eléctrico, ya sea una batería o cualquier otra fuente de corriente directa (C.D.) a la que se encuentre conectado el diodo.

 


Cuando el terminal negativo o cátodo de un diodo se conecta al también polo negativo de una fuente de suministro de energía eléctrica (como puede ser una batería), si la tensión o voltaje aplicado es el adecuado para polarizarlo de forma directa, la corriente de electrones puede vencer la oposición que ofrece la barrera de potencial existente en el punto de unión o juntura que separa sus regiones “P” y “N” y comenzar a circular. Esto proporciona que los electrones en exceso con carga negativa (–) presentes en la región “N” (cátodo), una vez que adquieren la energía necesaria, atraviesen la barrera de potencial, se unan a los huecos libres con carga positiva (+) en la región “P” (ánodo) y continúen circulando por el circuito externo para terminar el recorrido en el polo positivo (+) de la batería. Para simplificar esta explicación no se ha incluido en el circuito externo de esta ilustración ninguna resistencia limitadora, no obstante ser imprescindible su uso cuando se trata de un circuito real.

 


En esta otra foto se puede apreciar la estructura física real de algunos tipos de diodos comunes, identificados en este circuito electrónico como DZ1 (diodo zener), D1, D2 y D6.


La corriente de electrones que atraviesa un diodo produce normalmente un leve calentamiento en el punto de unión o juntura de sus dos regiones durante todo el tiempo que la corriente de electrones se encuentra circulando por su interior y por el resto del circuito eléctrico externo. Además, en el mismo momento que en ese recorrido un electrón atraviesa la barrera de potencial y se une a un hueco, emite un fotón que en el caso de los diodos comunes es imperceptible, pues las propiedades del silicio (Si) no son idóneas para emitir fotones de luz visible al ojo humano.

 

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  Última actualización: septiembre de 2015