Diodos led

Los Diodos Led
Versión 0.1 (30 sep 2002)
Ricardo Gómez González aka EagleMan
ricardo at eagleman dot org
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Copyright © 2002. Ricardo Gómez González.
Distribuido bajo Licencia GPL

Introducción
    Los diodos emisores de luz visible son utilizados en grandes cantidades como indicadores piloto, dispositivos de presentación numérica y dispositivos de presentaciónde barras, tanto para aplicaciones domésticas como para equipos industriales, esto es debido a sus grandes ventajas que son: peso y espacio insignificantes, precio moderado, y en cierta medida una pequeña inercia, que permite visualizar no solamente dos estados lógicos sino también fenómenos cuyas características varían progresivamente.
Sus siglas provienen del Ingles (Light Emitting Diode) : Led.Como otros dispositivos de presentación, los Leds pueden proporcionar luz en color rojo, verde y azul. El material de un Led está compuesto principalmente por una combinación semiconductora. 
El GaP se utiliza en los Leds emisores de luz roja o verde; el GaAsP para los emisores de luz roja, anaranjada o amarilla y el GaAlAs para los Leds de luz roja. Para los emisores azules se han estadousando materiales como SiC, GaN, ZnSe y ZnS. 
  
 
Principio físico
    El fenómeno de emisión de luz está basado en la teoría de bandas, por la cual, una tensión externa aplicada a una unión p-n polarizada directamente, excita los electrones, de manera que son capaces de atravesar la banda de energía que separa las dos regiones. 
Si la energía es suficiente los electrones escapan del material enforma de fotones. 
Cada material semiconductor tiene unas determinadas características que y por tanto una longitud de onda de la luz emitida. 
  
 
Material | Longitud de onda | Color |
GaAs : Zn | 9000 Å | Infrarrojo |
GaAsP.4 | 6600 Å | Rojo |
GaAsP.5 | 6100 Å | Ambar |
GaAsP.85 : N | 5900 Å | Amarillo |
GaP : N | 5600 Å | Verde |
Tabla 1. Longitudes de onda de algunos compuestos de Galio
A diferencia de la lámparas de incandescencia cuyo funcionamiento es por una determinada tensión, los Led funcionan por la corriente que los atraviesa. Su conexión a una fuente de tensión constante debe estar protegida por una resistencia limitadora, veremos más adelante algunos ejemplos. 
  
 
Teoría de bandas
    En un átomo aislado los electrones pueden ocupar determinadosniveles energéticos pero cuando los átomos se unen para formar un cristal, las interacciones entre ellos modifican su energía, de tal manera que cada nivel inicial se desdobla en numerosos niveles, que constituyen una banda, existiendo entre ellas huecos, llamados bandas energéticas prohibidas, que sólo pueden salvar los electrones en caso de que se les comunique la energía suficiente. (figura 1)
Enlos aislantes la banda inferior menos energética (banda de valencia) está completa con los e- más internos de los átomos, pero la superior (banda de conducción) está vacía y separada por una banda prohibida muy ancha (~ 10 eV), imposible de atravesar por un e-. En el caso de los conductores las bandas de conducción y de valencia se encuentran superpuestas, por lo que cualquier aporte de energíaes suficiente para producir un desplazamiento de los electrones. 
Entre ambos casos se encuentran los semiconductores, cuya estructura de bandas es muy semejante a los aislantes, pero con la diferencia de que la anchura de la banda prohibida es bastante pequeña. Los semiconductores son, por lo tanto, aislantes en condiciones normales, pero una elevación de temperatura proporciona la suficienteenergía a los electrones para que, saltando la banda prohibida, pasen a la de conducción, dejando en la banda de valencia el hueco correspondiente. (figura 2)
En el caso de los diodos Led los electrones consiguen saltar fuera de la estructura en forma de radiación que percibimos como luz (fotones). 
  
 
Composición de los Leds
* Led Rojo
    Formado por GaP consiste en una unión p-n...