Diodos laseres

Diodos emisores de luz (LED) | | | |

Cuando un diodo semiconductor se polariza de manera directa, los electrones pasan de la sección N del mismo, atraviesan la unión y sale na la sección P.

En la unión se efectúa la recombinación electrónica, en donde los electrones se unen a los huecos. Al unirse, se libera energía mediante la emisión de un fotón (energía electromagnética).

Estaemisión de energía, que en un diodo normal es pequeña, puede aumentar mediante la utilización de materiales como el
galio, el arsénico y el fósforo en lugar del silicio o el germanio.Así, los diodos diseñados especialmente para emitir luz son conocidos como LED.

El color de la luz emitida depende del intervalo de energía del material; por ejemplo, el fosfato de galio arsenídico (GaAsP) emite luzde color rojo y el fosfato de galio (GaP) emite luz de color verde.

Los LED pueden emitir radiaciones desde el infrarrojo hasta la luz visible.

Es importante resaltar que los LED se polarizan de manera directa y soportan una tensión máxima al cual emiten la mayor radiación. Si se sobrepasa este valor, el LED puede dañarse. |

Estructura de un Led
Los Led están formados por el materialsemiconductor que está envuelto en un plástico traslúcido o transparente según los modelos. En la figura podemos observar la distribución interna.
El electrodo interno de menor tamaño es el ánodo y el de mayor tamaño es el cátodo Los primeros Leds se diseñaron para permitir el paso de la máxima cantidad de luz en dirección perpendicular a la superficie de montaje, más tarde se diseñaron paradifundir la luz sobre un área más amplia gracias al aumento de la producción de luz por los Leds.


* DIODOS EMISORES DE LUZ (LEDS)
Un diodo emisor de luz es un dispositivo de unión PN que cuando se polariza directamente emite luz.
Al aplicarse una tensión directa a la unión, se inyectan huecos en la capa P y electrones en la capa N. Como resultado de ello, ambas capas tienen una mayorconcentración de portadores (electrones y huecos) que la existente en equilibrio. Debido a esto, se produce una recombinación de portadores, liberándose en dicha recombinación la energía que les ha sido comunicada mediante la aplicación de la tensión directa.
Se pueden distinguir dos tipos de recombinación en función del tipo de energía que es liberada:
* Recombinación no radiante : la mayoríade la energía de recombinación se libera al cristal como energía térmica.
* Recombinación radiante: la mayoría de la energía de recombinación se libera en forma de radiación. La energía liberada cumple la ecuación:

Si se despeja la longitud de onda:

siendo E la diferencia de energía entre el electrón y el hueco que se recombinan expresada en electrón-voltios. Esta energía depende delmaterial que forma la unión PN.
Para caracterizar la eficacia en la generación de fotones se definen una serie de parámetros:
La eficacia cuántica interna (s) es la relación entre el número de fotones generados y el número de portadores (electrones y huecos) que cruzan la unión PN y se recombinan. Este parámetro debe hacerse tan grande como sea posible. Su valor depende de las probabilidadesrelativas de los procesos de combinación radiante y combinación no radiante, que a su vez dependen de la estructura de la unión el tipo de impurezas, y sobre todo, del material semiconductor.
Sin embargo, la obtención de una alta eficacia cuántica interna no garantiza que la emisión de fotones del LED sea alta. La radiación generada en la unión es radiada en todas las direcciones. Es esencial que esaradiación generada en el interior del material pueda salir de él. A la relación entre el número de fotones emitidos y el número de portadores que cruzan la unión PN se le llama eficacia cuántica externa (ext). Las causas de que ext sea menor que s son tres:
* Sólo la luz emitida en la dirección de la superficie entre el semiconductor y el aire es útil.
* En la superficie entre el...