QUÉ ES UN LED

Texto e ilustraciones José Antonio E. García Álvarez


Contenido:

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Introducción
> LED, un nuevo tipo de lámpara
Tipos de LEDs
Aplicaciones de los diodos LED
Breve historia de los LEDs






 

LED, UN NUEVO TIPO DE LÁMPARA



El LED, acrónimo de “Light Emitting Diode”, o diodo emisor de luz de estado sólido (solid state), constituye un tipo especial de semiconductor, cuya característica principal es convertir en luz la corriente eléctrica de bajo voltaje que atraviesa su chip. Desde el punto de vista físico un LED común se presenta como un bulbo miniaturizado, carente de filamento o de cualquier otro tipo de elemento o material peligroso, con la ventaja sobre otras tecnologías que no contamina el medio ambiente.




LED (Ligh Emitting Diode – Diodo  emisor  de  luz)  más  común  de. color rojo. Constituye un elemento semiconductor cuya característica principal  es  producir  luz  visible  cuando  la  corriente  eléctrica. que atraviesa el chip lo polariza directamente.

 

En sus inicios el principal uso del primer diodo LED de luz visible de color rojo que se comercializó estuvo limitado a indicar solamente si un equipo o aparato eléctrico o electrónico se encontraba conectado a la fuente de suministro de corriente eléctrica, o en funcionamiento. Posteriormente este diodo comenzó a formar parte también de paneles informativos, aunque en sus inicios su uso estuvo muy limitado a otras aplicaciones prácticas debido a la escasa variedad de colores disponibles y su baja eficiencia lumínica.







Panel informativo compuesto por diodos LEDs, situado en una carretera para avisar en esta ocasión a los conductores la existencia de bancos de niebla.


En la actualidad los nuevos materiales desarrollados por los investigadores han permitido que se puedan reproducir todos los colores del espectro electromagnético visibles al ojo humano incluyendo el blanco, y los no visibles como el infrarrojo (IR) y el ultravioleta (UV). Al mismo tiempo se ha incrementado en varias veces la eficiencia lumínica de los LEDs hasta tal punto que hoy en día pueden llegar a superar en algunos casos la iluminación que normalmente proporciona una lámpara incandescente de más potencia en watt (W).

El color que emite cada diodo LED en particular depende principalmente del material semiconductor que se haya empleado en su fabricación. Cada compuesto químico propio del material semiconductor utilizado en la fabricación de un diodo LED permite la emisión de una luz de un color específico, correspondiente a una determinada longitud de onda del espectro electromagnético.

 

También se fabrican diodos LEDs emisores de rayos láser o luz coherente, de color rojo, verde o azul visible. Los dispositivos emisores de luz roja láser se utilizan ampliamente en función de punteros señalizadores en manos de profesores y conferencistas, así como en los equipos de grabación y reproducción de CDs y DVDs. El láser azul, por su parte, tiene un uso muy extendido en los equipos reproductores de películas en discos BluRay, que pueden almacenar mucha más información que un DVD, incluso que los que tienen doble capa.

Diodo láser emisor de luz visible coherente. Este tipo de diodo es muy utilizado en los equipos de sonido reproductores de CDs, DVDs y discos BluRay.


Todos los diodos LEDs poseen una construcción sólida. La principal característica que los diferencia de otras fuentes de luz es que no poseen filamento ni partes frágiles de vidrio, lo que les permite absorber vibraciones extremas y golpes sin llegar a romperse ni estropearse. El chip emisor de luz es la parte principal de un LED y se encuentra encerrado en una envoltura o cápsula de resina epoxi transparente o también tintada del mismo color de la luz que emiten, pudiendo tener formas y tamaños diferentes. Desde el mismo chip que se encuentra encerrado en el interior de la cápsula parten dos terminales que atraviesan su base y salen al exterior para que se puedan conectar a un circuito eléctrico de corriente directa (C.D.), de forma tal que el LED quede polarizado directamente. Cuando el LED es nuevo, el terminal más corto corresponde al polo negativo (–) del chip, mientras el más largo corresponde al polo positivo (+).

 








Partes que componen un LED común. 1.- Lente que forma parte del. encapsulado o envoltura  protectora  del  LED.  2.- Encapsulado  de  resina.epoxy  (transparente o del mismo color de la luz que  emite  el chip).  3.- Chip. o  diodo  semiconductor  emisor  de  luz.  4.- Copa  reflectora.  5.- Yunque.. 6.- Base.  7.- Marca  plana que identifica  el  terminal  correspondiente  al. cátodo del chip. 8.- Terminal de conexión externa negativo (–). correspondiente al cátodo (de tamaño más corto que el conectado al ánodo). 9.- Terminal de  conexión  externa  positivo  (+)  correspondiente  al  ánodo.. 10.- Alambre de oro muy fino conectado al ánodo del chip y al terminal. positivo de conexión externa.

De acuerdo con las características de funcionamiento de cada LED, el chip puede operar con una tensión o voltaje de polarización directa entre 1 y 4 V (volt) aproximadamente, con una corriente que fluctúa entre 10 y 40 mA (miliampere), que puede variar también de acuerdo con el tamaño y color de luz que emite cada uno en particular. La aplicación de un voltaje o corriente de trabajo por encima del valor establecido por el fabricante para cada diodo LED en particular puede llegar a acortar su vida útil, o también destruirlo.

A diferencia de las lámparas incandescentes, fluorescentes, halógenas y CFL que radian la luz en todas direcciones de forma uniforme, los LEDs la emiten a partir de la superficie superior del chip y la proyecta directamente en forma de cono, formando un ángulo entre 120 y 140 grados.

Los diodos LEDs tienen una vida útil extensa, de unas 50 mil horas aproximadamente, comparadas con las mil horas que poseen las lámparas incandescentes y las 10 mil de las fluorescentes. Al generar muy poco calor su eficiencia alcanza cerca del 85% de la energía consumida. Por tanto, por cada kilowatt-hora (kW-h) que consume un LED, las plantas termoeléctricas que generan la electricidad necesaria para satisfacer la demanda de los usuarios dejan de emitir al medio ambiente alrededor de 0,6 kg de CO2 para obtener la misma iluminación que si utilizamos una lámpara incandescente de mucha mayor potencia y consumo en watt (W).


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   Última actualización: marzo de 2012