fundamentos

DIODOS EMISORES DE LUZ (LED)
El hecho de que las uniones pn puedan absorber luz y producir una corriente eléctrica, se estudió anteriormente. Lo contrario también es posible; es decir, un diodo de unión puede emitir luz o tener electroluminiscencia (emisión de luz por un sólido excitado por un
Campo electrostático). Esta emisión de luz debida a la inyección de electrones en un semiconductor,es uno de los hechos más notables en la tecnología moderna de semiconductores.
La luz emitida en este caso procede de la recombinación electrón-hueco. Esto se ve claramente al considerar que cuando un electrón se recombina, cae desde un nivel sin ligadura, o de alta energía, a su estado neutro y se obtiene luz de una longitud de onda correspondiente a la diferencia de niveles de energíaasociada con esta transición. En los diodos emisores de luz de estado sólido (led), el suministro de electrones de mayor energía proviene de la polarización directa, inyectando así electrones en la región n (y huecos en la región p), como muestra la radiación por recombinación es emitida en todas direcciones, observándose la mayor luz en la superficie superior porque el promedio de material entre launión y esta superficie es mínimo. [La electroluminiscencia también ocurre en materiales de una pieza, o sin dopar, en condiciones de fuertes campos eléctricos, sin embargo, una unión dopada tiene un rendimiento grande, lo que significa una generación en exceso de electrones y huecos a niveles de energía apropiados].
Materiales más comunes para construir LED’s
Material
Banda de energía(ev)
Long.De onda(nm)
Tipo de transición
Germanio (ge)
0.66
1880
Indirecto
Silicio (si)
1.09
1140
Indirecto
Gaas
1.43
870
Directo
Gap
2.24
560
Indirecto
Gaas60p40
1.91
650
Directo
Alsb
1.60
775
Indirecto
Insb

0.18

6900

Directo


Para tener el máximo rendimiento de un led, los fabricantes:
1. Utilizan los materialesmenos absorbentes y de alto rendimiento directo con cristales lo menos defectuosos posible, de forma que los portadores o fotones no se pierdan en el sistema, atrapados en los defectos del cristal.
2. Colocan lentes con índices de refracción lo más próximos posible al del material del led, de forma que se refleje la menor luz posible hacia el interior cuando atraviesan la separación led-aire.
3.Trabajan en funcionamiento intermitente para eliminar problemas de saturación y temperatura.
4. Enfrían los dispositivos para disminuir el número de transiciones no radiantes originadas por la dispersión de estados de energía cuando se añade energía térmica.
Resumiendo las ventajas de los led:
1. Velocidades extremadamente altas (pocos nanosegundos).
2. Ancho de banda espectral estrecho,centrado próximo al pico de respuesta de muchos detectores de sí.
3. Bajo costo.
4. Larga vida comparada con las lámparas.
5. Linealidad en un amplio margen en p salida en función de i entrada.
6. Adaptable a funcionar con láser coherente.
7. Funcionamiento a baja tensión, lo cual los hace compatibles con circuitos integrados.
8. Variedad de colores.
Las desventajas del led son:
1.La potencia de salida radiante y la situación del centro de longitud de onda dependen de la temperatura.
2. Fácil destrucción por sobretensión o sobre corriente.
3. Teóricamente no se consigue buen rendimiento excepto con enfriamiento especial o trabajo intermitente.
4. Ancho de banda óptico grande, comparado al láser.
Uno de los usos más comunes del led es como fuente de luz de altavelocidad y longitud de onda conocida para comprobar la linealidad, velocidad, etcétera, de circuitos de detección opto electrónicos.

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