Como diseñar un led

LED (Light Emitting Diodes)
Como Diseñar con Diodos LED
Aunque ya desde mucho antes se había especulado sobre la teoría de los diodos emisores de luz (LED), los primeros ejemplares comerciales de estos dispositivos aparecieron en 1963, a un precio bastante elevado, y con un rendimiento luminoso extremadamente bajo. En la actualidad los LED se producen en millones de ejemplares y el precio esinsignificante por los tipos comunes de luz roja, ámbar, amarilla, verde e infrarrojo. Los tipos especiales, como los bicolores, los de alto brillo, los "flashing leds” (que incluyen en su caja estándar un IC) y los de luz azul y de luz blanca cuestan algo más pero el precio es ampliamente justificado. Es suficiente pensar en los esfuerzos de investigación que ha costado desarrollar los LED de luzazul y de luz blanca; mientras el LED intermitente (2.5 ~ 3Hz) permite de prescindir de un circuito externo. Entre los últimos desarrollos que empiezan a aparecer en el mercado están los LED de luz ultravioleta que prometen de hacer lo mismo de los tubos BLB en muchísimas aplicaciones, con la ventaja de que se pueden alimentar con pilas de pequeño tamaño, y el montaje de los LED en bases estándarde bombillos miniatura (la serie PR, por ejemplo, un estándar consolidado en linternas portátiles), y Edison E-14 y E27, para remplazar directamente los tradicionales bulbos de 115 o 230 V. Todos estos tipos para alumbrado, con base, llevan su resistencia incorporada. Los tipos de LED utilizados son en su mayoría de luz blanca, de alto poder luminoso, que se puede incrementar ulteriormente poniendoen la misma base un racimo (cluster) más o meno grande del LED. Este tipo de alumbrado representa una importante novedad por su característica del altísimo rendimiento, o sea de bajísimo consumo (importante en caso de alimentación con batería); la casi nula generación de calor; la inherente robustez (no explota o se daña al caer como ocurre con los bombillos incandescentes y los tubosfluorescentes respectivamente) y la larguísima duración, que puede llegar a las 100 mil horas, o sea más de 11 años de uso sin interrupción. Esto último particular es muy importante en el caso de instalaciones extensas y/o difícilmente alcanzables, donde el costo de la mano de obra en la sustitución de elementos dañados incide en forma sustancial. Otra ventaja no pequeña de los LED respecto a otros tipos dealumbrado es el hecho que no emiten ninguna forma de disturbio ni sónico (que es típico de los balastros) ni de interferencia

Tabla 1. Algunas longitudes de Ondas y colores
Material GaAs:Zn GaAsP.4 GaAsP.5 GaAsP.4 GaAsp.85:N GaAsP GaP:N InGaN InGaN GaN+SiC InGaN + YAG Longitud de Color de la Luz Onda (λ) 950nm Infrarrojo 660nm Rojo 610nm Naranja 605-510nm Ambar 585nm Amarillo 540-570nmVerde-Amarillo 525nm Verde Turquesa 495-505nm 450nm Azul Purpura 400-405nm Temperatura Blanco color 6500K
Vf Típico 1.4V 1.6V 2.0V 2.0V 2.4V 2.4V 2.4V 3.4V 3.6V 3.4V 3.6V

La teoría El fenómeno de la emisión de luz puede ser explicado con la teoría de la banda de energía en los semiconductores. Un voltaje externo aplicado en la junción PN para su polarización directa excita los portadores mayoritarios(electrones), moviéndolos desde la banda de conducción del lado N a la banda de valencia del lado P. En el traslado los electrones cruzan la brecha de energía Eg, cediendo este potencial en forma de calor y de luz (fotones). Cada material semiconductor posee diferentes características de Eg, y la longitud de onda (λ), o sea el color de la luz emitida por el LED, depende de la magnitud de Eg. Porejemplo, el Arseniuro de Galio, GaAs posee un Eg de 1.35V y un λ
Consideraciones Eléctricas (Operación en DC) Mientras los bombillos incandescentes se definen por su voltaje, los dispositivos LED dependiente de la corriente, por ser básicamente diodos. Cuando la alimentación se derive de una fuente de voltaje constante, cada LED debe ser protegido conectándolo en serie con una resistencia...