funcionamiento del diodo led

5/24/2018 Funcionamiento Del Diodo Led

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FUNCIONAMIENTO DEL DIODO LED

La estructura del chip de los diodosLED,al contrario de lo que ocurre con los diodos comunes, noemplea cristales de silicio (Si) como elementosemiconductor,sino una combinacin de otros tipos demateriales, igualmente semiconductores, pero que poseen la propiedad de emitir fotones de luz de

diferentes colores cuando lo recorre unacorriente elctrica.

Un diodo LED emisor de luz roja, por ejemplo, emplea un chip compuesto por arseniuro de galio yaluminio (GaAlAs), mientras que para emitir luz azul utiliza un chip de nitruro de galio (GaN). Todas lascombinaciones empleadas en la fabricacin del chip de un diodo LED, poseen tambin dos polaridadeso regiones diferentes: una negativa N correspondiente al ctodo y otra positiva P correspondiente alnodo, al igual que ocurre con los diodos comunes de silicio (Si).

Para crear un diodo LED se unen tambin dos regiones N y P, como si de un diodo comnsetratara. En el punto de unin o juntura de esas dos regiones se forma, igualmente, una barrera depotencial, cuya funcin es impedir el paso de los electrones desde la regin negativa N hacia lapositiva P cuando no se encuentran debidamente polarizados y los electrones no poseen la suficienteenerga para poder atravesarla.

Cuando aplicamos a los extremos del LED unatensin o voltajeque permita polarizarlo directamente,los electrones provenientes de la fuente de suministro decorriente directa (C.D.)comienzan a fluir atravs del diodo. Bajo esas condiciones, cada vez que un electrn en exceso con carga negativa ()presente en la regin N adquiere la suficiente energa como para poder vencer la resistencia que leofrece la barrera de potencial, la atraviesa y se combina con un hueco positivo en exceso en la reginP. En el mismo instante que ocurre esa combinacin, la energa en exceso que adquiri dichoelectrn para poder atravesar la barrera de potencial, se transforma en energa electromagntica, quelibera, en ese preciso momento, en forma de fotn de luz.

Simulacin del ingreso de electrones dentro de la rbita incompleta de untomo.Cuando por cualquier circunstancia un electrn libre poseedor de exceso de energapasa a ocupar el lugar que ha dejado otro electrn en una rbita en la que ha

quedado un hueco, dicha energa la libera en forma de fotn de luz. El color de la luzdel fotn emitido depender en cada caso del material o elemento qumico al quepertenece el tomo. En esta ilustracin simulada se muestran tres electronesemitiendo fotones de luz de diferentes colores cuando ingresan al interior de unarbita donde existen huecos que han dejado libres otros electrones. Es necesarioaclarar que en el caso del LED, el color de cada fotn corresponde, en realidad, atomos pertenecientes a diferentes materiales y no a un mismo tomo como aparecerepresentado en esta ilustracin, que se muestra as slo a modo de referencia.

Elcolorde la luz emitida por los fotones de un LED en particular se corresponde con una determinada

frecuencia delespectro electromagnticovisible al ojo humano. Sin embargo, existen LEDs cuya luz noes visible, como ocurre con los materiales que emiten fotones de rayos infrarrojos IR y u ltravioletasUV. En cualquier caso, la luz y color de un determinado LED depende de la composicin qumica de
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los materiales semiconductores utilizados en la fabricacin del chip.

Cuando a un diodo LED le aplicamos corriente elctrica procedente de una batera o decualquier otra fuente de corriente directa (C.D.) con el fin de polarizarlo directamente, los

electrones comienzan a fluir desde la regin N (ctodo) hacia la regin P (nodo). Cada vezque un electrn atraviesa la barrera de potencial que se forma en el punto de unin o junturaentre ambas regiones del diodo para unirse a un hueco emite, simultneamente, un fotn de luz.De esa forma el electrn libera el exceso de energa que adquiri previamente para poderingresar en la rbita de un tomo que posea un hueco libre. La luz y color correspondiente a laenerga que libera el electrn cuando eso ocurre, puede que sea visible o no al ojo humano,cuestin sta que depende de la composicin qumica de los materiales semiconductores quese han utilizado para fabricar el diodo.

AS FUNCIONAN LOS DIODOS LEDsTexto e ilus traci ones JosAn ton io E. Garca lvarez

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Bsqueda

IntroduccinFuncionamiento de un diodo

semiconductor comnFuncionamiento del diodo LED> Estructura interna de un diodo LED comnPartes de una lmpara LED de alta

potencia luminosa

Calentamiento de los diodos LEDColor y temperatura de color en grados

kelvin (K) de un diodo LED
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ESTRUCTURA INTERNA DE UN DIODO LED COM N

Un diodo LED comn se compone de las siguientes partes: 1.- Extremosuperior abovedado de la cpsula de resina epoxi, que hace tambinfuncin de lente convexa. La existencia de esta lente permite concentrar elhaz de luz que emite el chip y proyectarlo en una sola direccin. 2.-Cpsula de resina epoxi protectora del chip. 3.- Chip o diodosemiconductor emisor de luz. 4.- Copa reflectora. En el interior de estacopa se aloja el chip emisor de luz. 5.- Base redonda de la cpsula de

resina epoxi. Esta base posee una marca plana situada junto a uno de losdos alambres de conexin del LED al circuito externo, que sirve paraidentificar el terminal negativo () correspondiente al ctodo del chip. 6.-

Alambre terminal negativo () de conexin a uncircuito elctricooelectrnico externo. En un LED nuevo este terminal se identifica a simplevista, porque siempre es ms corto que el terminal positivo. 7.- Alambreterminal positivo (+) correspondiente al nodo del chip del diodo, que seutiliza para conectarlo al circuito externo. 8.- Alambre muy delgado deoro, conectado internamente con el terminal positivo (+) y con el nodo delchip.

Estructura interna del chip de un diodoLED. En esta ilustracin el chip secompone de nitruro de galio (GaN) comoelementosemiconductor. Aqu lacorriente de electrones I que parte delpolo negativo () de la batera B,penetra en el diodo LED por el ctodo(negativo), correspondiente a la reginN. Cuando a este chip se le aplica unvoltaje adecuado que lo polarice de formadirecta, los electrones adquieren laenerga extra necesaria que les permitecircular y atravesar las dos regiones quelo componen. Desde el mismo momentoque la batera B suministra a loselectronesla energa suficiente para vencer la oposicin que les ofrece a su paso la barrera de potencial que secrea en el punto de unin o juntura que limita las dos regiones del diodo, estos pueden pasar a ocuparlos huecos existentes en la regin P (positiva). Acto seguido los electrones continan su recorrido poresa otra parte del diodo, circulan por el circuito externo, atraviesan la resistencia limitadora de corrienteR y alcanzan, finalmente, el polo positivo (+) de la batera o fuente de energa de corrie nte directa,completando as su recorrido por todo el circuito. Una vez que los electrones comienzan a circular porel interior del diodo, en el mismo momento que cada uno de ellos atraviesa la barrera de potencial y seune a un hueco en la regin P, el exceso de energa extra previamente adquirida procedente de labatera la libera en forma de fotn de luz. En el caso del diodo LED de este ejemplo, la luz emitida serultravioleta (UV), invisible al ojo humano, por ser nitruro de galio (GaN) el componente qumico delmaterial semiconductor que compone este chip.
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Ventajas y Desventajas de laTecnologa LEDPublicado el19 agosto, 2012porAlromar energas de futuro

Ventajas e inconvenientes de las Lmparas LEDs

Este artculo pretende realizar una sntesis de la informacin acerca de las distintas ventajas y

desventajas de los LEDs, en base a nuestra experiencia y a la bibliografa revisada.

Ventajas Medioambientales:

Los LEDS deben cumplir la normativa CE y ROHS (Restriction of Hazardous Substances)

Restriccin de sustancias peligrosas segn directiva 2002/95/CE .

No contienen mercurio ni otros metales pesados.

Al ser ms eficientes producen menos emisiones de CO2 para conseguir la misma

iluminacin.

No generan tanto calor como las tradicionales con el consiguiente ahorro en climatizacin.

Alto ndice de Reproduccin Cromtica (IRC: es una medida de la capacidad que una fuente

luminosa tiene para reproducir fielmente los colores de varios objetos en comparacin con

una fuente de luz natural o ideal, cuanto ms elevado ms reales son los colores)

Menor contaminacin lumnica, ya que la luz que emite el LED siempre va direccionada, con

lo que se evita en el caso de farolas villa, iluminar hacia el cielo.

Su larga duracin implica una menor necesidad de materias primas para lmparas de

sustitucin.

Sin radiacin Infrarroja ni Ultravioleta.

Ventajas econmicas

Son las que surgen como consecuencia de las ventajas ambientales:

Menor consumo que las lmparas tradicionales (fluorescente, incandescentes, halgenas,

bajo consumo). Con reducciones que van desde el 65% para los fluorescentes, hasta ms

del 80% para halgenas e incandescentes y el 50% en las de bajo consumo.
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Amortizaciones bastante rpidas menos de 3 aos de la inversin por el ahorro obtenido en

la iluminacin.

Elevada durabilidad desde las 15.000h hasta las 50.000 horas, dependiendo de la calidad

del LED.

Mantenimiento del Flujo Luminoso sobre el 70% original durante su vida til.

Reduccin del coste de reposicin y en consecuencia de mantenimiento, nos ahorramos la

nueva lmpara y la mano de obra de sustituirla.

Encendido inmediato, desaparecen las prdidas de tiempo esperando a que la lmpara

alcance la temperatura adecuada, o se encienda correctamente.

Ajuste de la iluminacin a nuestras necesidades, tanto en cantidad como en intensidad,

existe la posibilidad de que sean dimables.

No requiere sustitucin del portalmparas existente, es suficiente con realizar un sencillo

recableado.

Tras su instalacin no requiere de la cubierta protectora, ya que la mayora de los LEDs

estn fabricados de Aluminio y plstico, de forma que en caso de rotura, no cae ningn

fragmento sobre alimentos o personas.

Ventajas en Diseo y arquitectura

Mxima flexibilidad en el diseo, existen LEDs de todos los tamaos y con casi cualquier

diseo.

Amplia gama de tonos desde los 3000K hasta los 7500K, sin olvidar el gran juego que da el

RGB.

El arranque es inmediato obtenindose el 100% del flujo luminoso tras el encendido.

Mejora la eficiencia del sistema al emplearse Luz directa

A diferencia de las luces fluorescentes, los LEDs son ms eficientes en ambientes con bajas

temperaturas. Los LEDs no tienen problemas de encendido en ambientes fros y

Son fuentes de luz fiables en el exterior.

Robustez y seguridad frente a vibraciones.

La dispersin de luz fuera de donde se desea es mnima, debido a la direccionalidad de los

LEDs.

La regulacin es total, sin cambio de color.

Posibilidad de cambios de colores en una misma lmpara.

Pueden usarse pticas de plstico de alta eficiencia que permiten una mayor luminosidad. Mltiples posibilidades para decoracin.

Desventajas del LED

Su mayor enemigo son las altas temperaturas, a partir de 65 la mayora de los LED se

estropean. No solo debemos vigilar el LED si no la electrnica que lleva asociada, que suele

romperse antes que el LED. ALROMAR comercializa lmparas LED con posibilidad de

sustitucin de la electrnica.

Requieren una elevada disipacin trmica, si bien generan menos calor que las

convencionales, el que genera es muy importante disiparlo, para ello es vital que los

disipadores sean de aluminio y con mucha superficie de disipacin. Nos garantizar mayortiempo de vida de la lmpara.
http://www.alromar-energia.es/blog/wp-content/uploads/2012/08/LED-RGB.jpg


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El precio en comparacin con las convencionales es bastante elevado.

En potencias grandes a partir de 100W, es muy poco competitivo siendo su coste muy

elevado, existiendo otras alternativas como la Induccin Magntica.

La gran oferta de este tipo de productos hace difcil la eleccin de compra, se debe tener

cuidado con los proveedores seleccionados, existe un gran intrusismo en el sector.

Para iluminacin en el sector de alimentacin, nosotros an no hemos conseguido con LED

la luz que generan losPhilipsMASTER TL-D Food,para que carne y la fruta parezcan ms

apetecibles.
http://ilamparas.com/philips/master_tld_food_36w79_slv25_cod_70622540.htmlhttp://ilamparas.com/philips/master_tld_food_36w79_slv25_cod_70622540.htmlhttp://ilamparas.com/philips/master_tld_food_36w79_slv25_cod_70622540.htmlhttp://ilamparas.com/philips/master_tld_food_36w79_slv25_cod_70622540.htmlhttp://ilamparas.com/philips/master_tld_food_36w79_slv25_cod_70622540.htmlhttp://ilamparas.com/philips/master_tld_food_36w79_slv25_cod_70622540.html

funcionamiento del diodo led

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