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



 

CALENTAMIENTO DE LOS DIODOS LED


En los diodos LEDs más comunes de poca potencia, la emisión de fotones que se produce en la unión o juntura P-N del chip desprende muy poca cantidad de calor, la que normalmente se disipa a través de la propia cápsula o envoltura de resina epoxi que recubre y sirve de protección al propio chip. Esa poca emisión de calor también se disipa a través de los dos alambres que se emplean para conectar el LED al circuito eléctrico o electrónico. Sin embargo, los LED de alta potencia luminosa utilizados para alumbrado en general, se calientan mucho más en el punto de unión o juntura de las regiones “P” y “N”, por lo que para mantener esas lámparas a una temperatura de funcionamiento adecuada necesitan estar dotadas de un disipador externo de calor.

 




Lámpara LED de luz cálida y alta potencia luminosa, de 3,5 watt de potencia de consumo eléctrico, dotada con rosca común E-27 (Edison) y 170 lúmenes (lm) de flujo luminoso (similar al que posee una lámpara halógena de 25 watt). Para evacuar la temperatura que genera el LED de estas lámparas, su estructura externa está provista con un disipador de calor.


Generalmente el voltaje o tensión que requieren los LEDs comunes para funcionar es relativamente bajo y se encuentra comprendida dentro de un rango de entre 1 y 4 volt (V) de corriente directa (C.D.) aproximadamente, mientras que la corriente máxima que soportan oscila entre 10 y 40 mA (miliampere), según sea la composición de los materiales empleados para fabricar el chip.

Como el chip de un LED se puede dañar por sobrecalentamiento, la potencia luminosa de aquellos que deben trabajar de forma continua no deben superar los 150 lúmenes. Los que sobrepasen esa cantidad deberán poseer disipador de calor para poder funcionar ininterrumpidamente sin presentar problemas.

El tiempo de vida útil de un LED se calcula, teóricamente, entre 30 mil y 50 mil horas como máximo, lo cual depende de varios factores, principalmente de la calidad de los materiales empleados en su fabricación y de su correcta utilización.

La siguiente tabla muestra un cálculo de los años de servicio que, teóricamente, debe proporcionar un diodo LED, de acuerdo con las horas de uso al día, suponiendo que realmente su vida útil pueda alcanzar las 50 mil horas.

     
Horas de uso al día  Años de vida útil
|
1 137,0
 2    68,5
 4    34,2
6   22,8
8   17,1
12    11,4
24    5,7
     

 

 

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  Última actualización: septiembre de 2015