El diodo LED
Escrito por Raúl Diosdado
Un diodo LED (Light Emitting D<iode)o diodo emisor de luz, es un diodo cuya particularidad reside en que "polarizado en directa" los electrones se combinan con los huecos de las uniones PN emitiendo energía en forma de fotones (emiten luz).
Su uso cada esta cada vez más extendido y se siguen encontrando nuevas funcionalidades a la a la peculiaridad que tienen estos dispositivos de emitir luz. Cuando fueron inventados en 1962 por Nick Holonyak, sus aplicaciones eran básicamente servir como indicadores luminosos, pero en la actualidad, debido a que se han conseguido miniaturizar bastante y que ahora podemos emitir en un gran espectro de colores, podemos ver estos LED's aplicados en pantallas de alta resolución, iluminación de todo tipo (tanto tradicional como artística o decorativa) y por su puesto como indicadores en todo tipo de dispositivos.
El símbolo que se usa para identificar el LED en los esquemas electrónicos es igual que el del diodo común con la diferencia de que se le añaden 2 flechas hacia fuera a modo de indicar la emisión de luz.
Características generales
Actualmente en el mercado existen muchos tipos de LED's diferentes, dependiendo de su potencia, encapsulado, espectro de luz en el cual emiten.... cada uno de ellos tendrán características diferentes, por lo que cuando compremos un LED u otro, debemos de mirar la hoja de característica para conocer sus parámetros exactos y no dañar el LED cuando lo estemos usando. A modo de referencia pongo las características generales de las que os podéis guiar a la hora de usar vuestros LED's
De entre todos los encapsulados que podemos encontrar, el más común es el que vemos a continuación, se trata de un encapsulado de resina epoxi. Este encapsulado lo podemos encontrar en varios diámetros y colores.
Como vemos en la imagen, y a modo de ayudarnos a identificar los terminales del LED, el ánodo siempre tendrá la "patilla" de conexión más larga, a esta patilla tendremos que conectar la tensión positiva para que la polarización del diodo sea la correcta (polarización en directa).
Aunque no se aprecia en la imagen, los LED's también cuentan con una lado aplanado en el encapsulado cuya función es la de diferenciar el cátodo del ánodo, ya que trabajando con los LED's es común cortarles las patillas, siendo la manera más fiable de identificación el buscar la cara aplanada que se correspondería con el Cátodo (negativo).
La luz que emiten los LED's depende directamente del material del cual están construido, pudiendo emitir desde el infrarrojo hasta el ultravioleta, estos son algunos ejemplos:
| Compuesto | Color | Longitud de Onda | Caida de Tensión |
| Arseniuro de Gálio | Infrarojo | 940 nm | 1.8 a 2.2v |
| Arseniuro fosfuro de galio | Rojo | 630 nm | 1.8 a 2.2v |
| Fosfuro de galio |
Verde | 555 nm | 2 a 3.5v |
| Nitruro de galio e indio | Azul | 450 nm | 3.1 a 3.2v |
| Carbono |
Ultravioleta | 400 nm | 3.3 a 3.8v |
| Blanco | - | 2.8 a 3.6v |
Una característica que debemos de tener en cuenta a la hora de usar nuestros LED's es que dependiendo del color (material del que estén construidos), el diodo LED va a tener una caída de tensión u otra, esto hay que tenerlo en cuenta a la hora de calcular la resistencia que tenemos que colocar a nuestro LED para limitar la corriente que pase a través de él, te recomiendo que uses los valores que encuentres en la hoja de característica asociada a tu LED, pero si no dispones de ella o no sabes exactamente cual es, toma estos valores como referencia.
Como curiosidad decir que el LED blanco se obtiene mezclando los componentes de los que están formados los LED's de los 3 colores primarios.
Tipos de LED's
Podemos encontrar todo tipo LED's, pero básicamente las diferencias que hay entre ellos son: el tipo de luz que emiten, su tamaño, el tipo de encapsulado que usan y la potencia. En base a estas características podemos encontrar:
LED's comunes de todo tipos colores e incluso LED's RGB que pueden cambiar de color en función de la tensión que se le aplique a cada uno de sus terminales. Estos LED's son fáciles de encontrar en diámetros de van de 3 a 10 mm, aunque existen LED's con diámetros inferiores y superiores no son tan comunes.
LED's que emiten en Ultravioleta o infrarrojo. Los LED's ultravioletas los podemos encontrar en diversas potencias.
LED's SMD (Surface Mounted Device), los cuales tienen un tamaño muy reducido. Este tipo de LED son cada vez más usados en aplicaciones artísticas, a modo de decoración o incluso formando parte de ropa o complementos. Se pueden encontrar solos o formando parte de tiras de LED.
LED`s de potencia que proporcionan una gran cantidad de luz, es fácil encontrarlos en potencias que van desde 1w a 50w, también se encuentran en agrupaciones de LED's a modo de sumar las potencias individuales. Para los LED's de mayor potencia es MUY RECOMENDABLE usar algún tipo de disipador metálico, ya que las temperaturas que alcanzan son muy elevadas y pueden dañar irreversiblemente el LED.
¿Cómo trabajar con los LED's?
A la hora de trabajar con diodos LED habrá que poner SIEMPRE una resistencia que limite el paso de corriente a través de LED, la tensión que apliquemos a un LED no es un problema, podemos trabajar con rangos de tensiones muy grandes (dependiendo del tipo de LED), pero si sobrepasamos la corriente máxima de funcionamiento del LED lo dañaremos o acortaremos su vida útil, por ello la importancia de colocar la resistencia.
Para saber que resistencia debemos de colocar, tan solo tenemos que conocer 2 cosas, la corriente máxima que soporta nuestro LED y la tensión a la que vamos a trabajar (normalmente la tensión la fija el usuario, mientras que la corriente máxima está determinada por el tipo de LED). Tendremos que buscar en la hoja de característica el valor de corriente máximo que soporta nuestro LED (normalmente es IF ). Para los diodos comunes suele ser de 20mA (0.02A). Conociendo esos valores bastará con aplicar la formula que aparece a la derecha.
Hay que tener en cuenta que haciendo estos cálculos vamos a obtener el valor de la resistencia con el que nuestro LED va a trabajar al límite, es RECOMENDABLE coger algún valor de resistencia mayor para disminuir la corriente que pasa por el LED. En mi caso, cuando trabajo con LED's comunes a 5 voltios suelo poner una resistencia de 220Ω, lo que hace que pasar una corriente a través del LED de unos 13mA.
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